【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電潜像担持体上に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する現像装置に関し、特に、進行波電界を用いて現像剤を搬送する機構を利用する現像装置、及び、この現像装置を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置に適用される現像装置としては、現在、像担持体に現像剤担持体を接触させずに現像を行う非接触方式の現像装置が注目されており、パウダーラウンド法・ジャンピング法や電界カーテン（進行波電界）を利用した方法が提案されている。
【０００３】
電界カーテンを用いた装置としては、互いに位相が異なる複数種の交番電圧を発生する電源と、基材上に所定の間隔をあけて複数配列された電極に前記電源からの交番電圧を印加することにより形成される進行波電界によって現像剤を像担持体（感光体）に供給する現像剤搬送部材とを備えた現像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照、特許文献２参照。）。
【０００４】
また、現像剤担持搬送体によって搬送される現像剤を予備荷電する予備荷電手段と、現像剤担持搬送体上に電界カーテンを作用させる電界カーテン発生手段とを設けた装置が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。この特許文献３に記載の装置において、予備荷電手段としては、例えば発泡ウレタンからなる予備荷電ローラが用いられており、その予備荷電ローラが現像剤担持搬送体に接するように設けられているとともに、この予備荷電ローラに先端が接するようにブレードが設けられている。予備荷電ローラは、現像剤担持搬送体との間で現像剤を摩擦することにより現像剤の予備帯電を行うとともに現像剤の層厚も規制するようになっている。
【０００５】
そして、前記した特許文献３には、上記構成により、現像剤を均一に適正な荷電量に帯電させることができるとともに、現像剤を像担持体に安定して搬送させることができるようになる。その結果、搬送時に現像剤が飛散したり、形成される画像にカブリが生じることを回避できることが記載されている。
【０００６】
また、電子写真フルカラープロセスにおいては、４個（４色）のプロセス形成装置を転写用紙の搬送に合わせて順次配備したタンデム方式、あるいは、感光体を４回転させて各色を重ねて用紙への転写を行う４回転プロセス方式が一般的である。これらのうち、タンデム方式は高速化には向いているが、装置が大型化するとともにコストが高くなるという問題があり、安価で小型化を実現するためには４回転プロセス方式を採用することが有利である。
【０００７】
４回転プロセス方式の現像装置には、像担持体の静電潜像に現像剤を接触・転移させることで現像を行う接触方式の現像装置がある。また、近年では、高画質化を目的とし、現像剤を像担持体まで搬送して現像剤を像担持体上の静電潜像へと飛翔させることにより、静電潜像を現像するという非接触方式の現像装置が注目されている。この非接触方式には、パウダークラウド方式、ジャンピング方式、電解カーテン（進行波電界）を利用した方法等がある。
【０００８】
また、進行波電界を利用した方法においては、現像剤の搬送路に多数の電極を埋設し、これらの電極に多層の交流電圧を印加して、進行波電界を発生させ、この進行波電界により搬送路上の現像剤を像担持体まで搬送している。現像剤は、像担持体近傍まで搬送されると、搬送路から像担持体の静電潜像へと飛翔して静電潜像に付着する。これにより、像担持体上の静電潜像を現像する方法である（例えば、特許文献４参照。）。
【０００９】
【特許文献１】
特公平５−３１１４６号公報
【特許文献２】
特公平５−３１１４７号公報
【特許文献３】
特開平３−２１９６７号公報
【特許文献４】
特開２０００−１１２２３９号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、４回転フルカラー方式の画像形成装置によれば、前記した接触方式現像装置及び非接触方式現像装置のいずれの場合でも、図２２に示すように、色相が異なる４つの現像装置１６〜１９を感光体ドラム１５（静電潜像担持体）の周辺に配置する必要があることから、感光体ドラム１５の周長は、各現像装置１６〜１９を配置するための距離が必要であり、このことが、装置の小型化やコスト低減をはかる上での障害となっている。
【００１１】
また、各色相の現像装置１６〜１９と感光体ドラム１５とが対向する現像ポイントの配置位置がそれぞれ異なるため、感光体ドラム１５の主帯電器で印加した電圧（通常は像担持体の表面電位で表す）及び像露光による静電潜像が有する電位が各色相の現像ポイントで異なった電圧となる（理由は像担持体の暗減衰特性による）。このため、印字濃度のむらが発生するという問題がある。さらに、各色相の現像装置１６〜１９の位置が異なると、転写ドラム１１への転移のタイミングや潜像の書き込みタイミングなどを一致させることも困難になる。
【００１２】
また、従来のカラー画像形成装置では、例えば、エンコーダー、反射型光学センサーなどの複数のセンサー等を配置して、誘電体ベルトの進行速度、現像剤の有無及び現像剤の色相等を検出して各部の制御を行っているため、装置のコンパクト化及びコスト低減が難しく、また制御タイミングも煩雑である。
【００１３】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、１つの装置で複数色相の現像剤を静電潜像担持体（感光体）に供給することが可能であり、印字の濃度むらや各色相の現像剤の混色などを解消した良好な現像特性を実現することが可能な現像装置の提供と、そのような特徴をもつ現像装置を備え、簡便な制御で画質が良好なフルカラー画像を得ることが可能な画像形成装置の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の現像装置は、１つの進行波電極部（進行波電極シート）と、この進行波電極部を覆った状態で微速回転する誘電体ベルトと、前記誘電体ベルトの外周に配置された複数の現像剤供給部及び複数の現像剤回収部を備え、前記１つの進行波電極部及び誘電体ベルトにて複数色相の現像剤を静電潜像担持体に搬送し、その静電潜像担持体上のカラー画像情報を可視化像に現像するカラー画像形成装置の現像装置であって、前記複数の現像剤供給部及び複数の現像剤回収部は、それぞれ前記誘電体ベルトに対し独立して進退することが可能であり、それら現像剤供給部及び現像剤回収部の進退動作が、前記カラー画像形成装置に要求される印字要求内容がモノカラーであり、その印字要求の印字枚数が単数である場合と印字枚数が複数である場合とで異なるように構成されていることを特徴としている。
【００１５】
本発明の現像装置の作用効果を以下に述べる。
【００１６】
まず、進行波電極を用いる現像方式においては、現像剤を供給する時点では画像情報として必要な現像剤量が不明であり、多量の現像剤を進行波電極の電界と誘電体ベルトの回転によって、未帯電現像剤を飽和帯電量とするとともに、感光体（静電潜像担持体）上の潜像を可視化する可視化工程に搬送する方式である。
【００１７】
このとき、画像情報に寄与する現像剤は感光体に付着し印字画像となるが、それ以外の部分（非画像領域）の現像剤は前記進行波電極と誘電体ベルトによって搬送が継続する。通常、単色印字の時は、概ね印字比率（用紙面積に対し印字画像の面積を百分率で表す。）は数％〜２０％位が大半を占めるため、未使用の現像剤を回収する必要がある。
【００１８】
この際、単純に１つの現像剤回収部で回収すると、各色相の現像剤が混色することから再利用が不可能となり、サプライ品（現像剤）のランニングコスト高となる。さらに、回収容器が非常に大型化し、装置のコンパクト化の障害となる。
【００１９】
このような点を考慮し、本発明の現像装置では、１つの進行波電極部及び誘電体ベルトに対し、複数の色相に対応する複数の現像剤供給部と複数の現像剤回収部を配置することによって、上記した問題点つまり各色相の現像剤の混色、装置の大型化などの問題を解消している。
【００２０】
また、本発明の現像装置では、複数の現像剤供給部と複数の現像剤回収部のそれぞれが、誘電体ベルトに対し独立して進退するように構成しているので、進行波電界及び誘電体ベルトの回転によって搬送される色相の異なった現像剤が、近接する他の現像剤供給部・現像剤回収部に混入して色相の混色が発生するという問題を解消することができる。さらに、現像剤供給部及び現像剤回収部がそれぞれ独立して進退すること可能であるので、カラー画像形成装置に要求される印字要求内容がモノカラーであり、その印字要求の印字枚数が単数である場合の進退動作と、印字枚数が複数である場合の進退動作とを、異なる形態で制御すること可能になり、制御タイミングの簡便化をはかることが可能になる。
【００２１】
次に、本発明の現像装置の制御内容（制御方法）を説明する。
【００２２】
まず、本発明の現像装置においては、モノカラー印字要求があったときに、前記進行波電極部に多層電圧を印加するとともに、前記誘電体ベルトが微速回転を開始する。この多層電圧印加及びベル回転開始と略同期したタイミングＴ１で、複数の現像剤回収部のうち、現像領域に対し前記誘電体ベルトの搬送方向の下流側で現像領域から最も離れた位置に配置される第４色相（例えばブラック）の現像剤回収部が誘電体ベルトに近接するとともに、この第４色相の現像剤回収部に電圧を印加して、前記微速回転している誘電体ベルト上の現像剤をクリーニングする。
【００２３】
なお、現像領域とは、前記静電潜像担持体（感光体）と、進行波電極部及び誘電体ベルトとが最も近接した領域で、搬送される現像剤を静電潜像担持体上の静電潜像に飛翔・吸着し、可視化像とする領域のことを言う。
【００２４】
そして、本発明では、前記第４色相の現像剤回収部が誘電体ベルトに近接するタイミングＴ１をモノカラー印字の基準タイミングとして、現像剤供給部及び現像剤回収部の制御を行う。その具体的な制御内容を以下に説明する。
【００２５】
まず、前記第４色相の現像剤回収部の近接とこの第４色相の現像剤回収部への電圧印加によって表面がクリーニングされた前記誘電体ベルトが、前記印字要求の内容に合致する色相の現像剤供給部に到達するタイミングＴ２で、その色相が合致する現像剤供給部（例えばマゼンタ現像剤供給部）が誘電体ベルトに近接するとともに、この現像剤供給部に供給用の電圧の印加され、誘電体ベルト上に現像剤（マゼンタ）が供給される。この色相の現像剤供給部が誘電体ベルトからの離間するタイミングＴ３は、前記タイミングＴ２から、印字要求される画像情報の印字用紙サイズ及び前記誘電体ベルト上の現像剤搬送速度に基づいて算出された時間が経過した時点とする。
【００２６】
前記誘電体ベルト上に供給された前記印字要求の内容に合致する色相の現像剤の搬送方向の先端が、前記現像領域を通過した後、その現像領域の誘電体ベルトの搬送方向下流側に配置される、前記印字要求の内容に合致する色相の現像剤回収部（例えばマゼンタ現像剤回収部）を通過するタイミングＴ４で、その印字要求の内容に合致する色相の現像剤回収部が誘電体ベルトに近接するとともに、この現像剤回収部に現像剤回収用の電圧が印加され、誘電体ベルト上の現像剤（マゼンタが回収される。この色相の現像剤回収部が誘電体ベルトから離間するタイミングＴ５は、前記タイミングＴ４から、印字要求される画像情報の印字用紙サイズと前記誘電体ベルト上の現像剤搬送速度に基づいて算出された時間が経過した時点とする。
【００２７】
そして、前記第４色相（ブラック）の現像剤回収部が誘電体ベルトから離間するタイミングＴ６は、前記の印字要求が終了した後で、誘電体ベルトの微動回転及び進行波電極部への電圧印加を停止するタイミングとする。なお、前記タイミングＴ５での動作（マゼンタ現像剤供給部の離間動作）は、タイミングＴ６での動作（第４色相の現像剤回収部の離間動作）よりも早いタイミングで開始されるようにする。
【００２８】
本発明において、印字要求がモノカラーで複数枚印字であるときは、前記したタイミングＴ２で開始される現像剤供給部の誘電体ベルトへの近接とこの現像剤供給部への電圧印加の動作は、印字要求される画像情報の印字用紙サイズ、誘電体ベルト上の現像剤搬送速度及び用紙間距離に基づいて断続的に行われるようにしてもよいし、あるいは、印字要求がモノカラーで複数枚印字であるときは、前記したタイミングＴ２で開始される現像剤供給部の誘電体ベルトへの近接及びこの現像剤供給部への電圧印加は、静電潜像担持体への画像情報書込みの最初から最後まで間において継続されるようにしてもよい。
【００２９】
ここで、本発明において、印字要求がモノカラーで複数枚印字であるとき、前記したタイミングＴ２で誘電体ベルトに近接し、印字要求内容に合致する色相の現像剤を供給する現像剤供給部が前記誘電体ベルトから離間するタイミングＴ７は、その現像剤供給の誘電体ベルトへの近接及び電圧印加が終了した後に、誘電体ベルトがその周長の１回転以上を回転した以後に設定する。
【００３０】
また、印字要求がモノカラーで複数枚の印字動作中において、印字要求の内容に合致する色相の現像剤回収部は近接／離間動作を行わないようにする。
【００３１】
さらに、印字要求がモノカラーで複数枚の印字動作中において、前記したタイミングＴ１で誘電体ベルトに近接した第４色相の現像剤回収部の離間タイミングＴ８は、前記タイミングＴ１から、誘電体ベルトがその周長の略１回転分を回転した時点に設定する。
【００３２】
以上説明したように本発明によれば、１つの制御タイミングシステムを構築するだけで、簡便な制御のもとに、良好な印字品位の確保、各色相現像剤の混色防止並びに印字速度の高速化を達成することができる。
【００３３】
なお、前記第４色相の現像剤回収部は、ブラック現像剤を回収するブラック現像剤回収部とする。
【００３４】
本発明の画像形成装置は、以上の特徴を有する現像装置を備えていることを特徴としている。従って、本発明の画像形成装置によれば、印字の濃度むらや各色相の現像剤の混色などを解消した良好な画質のフルカラー画像を形成することができる。しかも、１つの制御タイミングシステムを構築するだけで、簡便な制御のもとに、良好な印字品位の確保、各色相現像剤の混色防止並びに印字速度の高速化を達成することができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３６】
図１は本発明の画像形成装置の実施形態の構成を模式的に示す側面図である。
【００３７】
図１に示す画像形成装置は、給紙部１、転写部２、現像部３及び定着部４などを備えている。
【００３８】
給紙部１には、装置本体の最下段に着脱自在に配設され、印字用紙をストックして転写部２に供給する給紙カセット５と、装置本体の正面側に設けられ、正面から印字用紙を手差しで一枚ずつ供給する手差し供給部６とが設けられている。
【００３９】
さらに、給紙部１には、給紙カセット５の最上部から印字用紙を１枚ずつ送り出すピックアップローラ７と、ピックアップローラ７により送り出された印字用紙を搬送するＰＦローラ８と、手差し供給部６からの印字用紙を搬送する手差しローラ９と、ＰＦローラ８または手差しローラ９にて搬送された印字用紙をカールするプリカールローラ１０とが設けられている。
【００４０】
給紙カセット５には、ばね等により上方に付勢された送り出し部材５ａが設けられており、この送り出し部材５ａ上に印字用紙を積層するようになっている。これにより、給紙カセット５に収納される印字用紙が、最上部がピックアップローラ７に当接し、ピックアップローラ７の矢印方向の回転によって１枚ずつＰＦローラ８に送り出され、プリカールローラ１０に搬送される。一方、手差し供給部６から供給される印字用紙も、手差しローラ９によりプリカールローラ１０に搬送される。このようにして搬送された印字用紙は、転写部２に設けられた円筒状の転写ドラム（転写材担持体）１１の表面に吸着され易くなるように、プリカールローラ１０によりカールさせられる。
【００４１】
転写部２には転写ドラム１１が設けられている。転写ドラム１１の周りには、接地された当接部材としてのグランドローラ１２、転写ドラム１１に吸着・搬送される印字用紙が転写ドラム１１から落ちないように印字用紙をガイドするガイド部材１３、及び、転写ドラム１１に吸着された印字用紙を強制的に剥離する剥離爪１４などが配設されている。剥離爪１４は、転写ドラム１１表面に離接自在に設けられている。
【００４２】
さらに、転写ドラム１１の周りには、転写ドラム１１に転写された現像剤（トナー）の濃度を測定する光学センサ３０、及び、転写ドラム１１上の残留現像剤や紙粉などの異物を除去するクリーナ１１ａが設置されている。このクリーナ１１ａの転写工程下流側には除電手段としての除電チャージャ３１が配置されている。
【００４３】
また、現像部３には、転写ドラム１１に圧接され、ＯＰＣ（有機光半導体）あるいはＳｅ等からなる感光体ドラム（静電潜像担持体）１５が設けられている。
【００４４】
感光体ドラム１５は、接地された導電性のアルミニウム素管１５ａからなり、その表面にＯＰＣ膜が塗布されている。また、感光体ドラム１５の周りには、この感光体ドラム１５上に形成された静電潜像（カラー画像情報）を、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各現像剤を用いて可視化像に現像する現像装置１００（詳細は後述する）が配置されているとともに、感光体ドラム１５表面を帯電させる帯電器２０と、感光体ドラム１５表面の残留現像剤を掻き取り除去するクリーニングブレード２１とが配置されている。
【００４５】
そして、この実施形態の画像形成装置では、上記４色の各色の現像剤ごとに、感光体ドラム１５上に現像剤像（トナー像）が形成される。すなわち、感光体ドラム１５は、１色ごとに「帯電」→「露光」→「現像」→「転写」を繰り返すようになっている。従って、カラー転写を行う場合には、転写ドラム１１に静電吸着された印字用紙に対して、転写ドラム１１が一回転するごとに、１色ずつの現像剤像が印字用紙に転写され、最大４回転で１つのカラー画像を得られるようになっている。
【００４６】
定着部４には、所定の温度及び圧力により、印字用紙上のトナー像を融着させて印字用紙に定着させる定着ローラ２３と、現像剤像の転写後に、転写ドラム１１から剥離爪１４によって剥離された印字用紙を定着ローラ２３までガイドする定着ガイド２２とが設けられている。また、定着部４の印字用紙搬送の下流側には、排出ローラ２４が設けられており、定着後の印字用紙を装置本体から排出トレイ２５上に排出するようになっている。
＜現像装置＞
次に、現像装置１００について説明する。
【００４７】
現像装置１００は、図１及び図２に示すように、１つの進行波電極シート１０１及びこの進行波電極シート１０１を覆う誘電体ベルト１０２と、イエロー現像剤供給部１０３Ｙ、マゼンタ現像剤供給部１０３Ｍ、シアン現像剤供給部１０３Ｃ及びブラック現像剤供給部１０３Ｂの４つの現像剤供給部と、イエロー現像剤回収部１０４Ｙ、マゼンタ現像剤回収部１０４Ｍ、シアン現像剤回収部１０４Ｃ及びブラック現像剤回収部１０４Ｂの４つの現像剤回収部とを備えている。
【００４８】
進行波電極シート１０１は、感光体ドラム１５に対向するように配置されており、その感光体ドラム１５の外周面と誘電体ベルト１０２表面との間つまり感光体ドラム１５に誘電体ベルト１０２が最も近接する領域が現像領域Ｆとなっている。
【００４９】
イエロー現像剤供給部１０３Ｙ、マゼンタ現像剤供給部１０３Ｍ、シアン現像剤供給部１０３Ｃ及びブラック現像剤供給部１０３Ｂは、進行波電極シート１０１の周辺（誘電体ベルト１０２の外周）に配置されている。さらに、イエロー現像剤回収部１０４Ｙ、マゼンタ現像剤回収部１０４Ｍ、シアン現像剤回収部１０４Ｃ及びブラック現像剤回収部１０４Ｂも、進行波電極シート１０１の周辺（誘電体ベルト１０２の外周）に配置されている。なお、現像剤供給部及び現像剤回収部の配置の詳細は後述する。
【００５０】
［進行波電極シート及び誘電体ベルトの説明］
進行波電極シート１０１は、図１及び図２に示すようにエンドレスのベルト状に成形されている。
【００５１】
進行波電極シート１０１は、厚みが１０μｍ〜１００μｍに設定されている。進行波電極シート１０１の材質としては、例えば、ポリイミド、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリ４フッ化エチレン、ポリフッ化エチレンプロピレン、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の有機絶縁材料、シリコン、イソプレン、ブタジエン等のゴム材料などを挙げることができる。
【００５２】
進行波電極シート１０１は、例えば、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、ポリイミド等からなる厚み２５μｍ程度の基材１１２上に、発生電極体（ＥＰＣベルト）を形成し、その上に、ポリイミド等からなる厚み２５μｍ程度の表面保護層１１３を積層した構造となっている。発生電極体（ＥＰＣベルト）は、厚み１８μｍ程度の銅箔からなり、複数の進行波発生電極１１１‥１１１を形成する。なお、図３においては、進行波電極シート１０１を簡略化して平板状のものとして示している。
【００５３】
進行波電極シート１０１の各進行波発生電極１１１は、例えば約４０μｍ〜２５０μｍの幅を有し、５０ｄｐｉ〜３００ｄｐｉ（約５００μｍ〜８５μｍ）の間隔（電極間ピッチ）をあけて互いに平行に配置されている。また、各進行波発生電極１１１は、３本または４本程度を１組として複数組に分けられており、その各組ごとに多相の交流電圧がそれぞれの進行波発生電極１１１に印加される。例えば、４本の各進行波発生電極１１１を１組とし、４層の交流電圧を印加する場合は、図４（ａ）〜（ｄ）に示すような４相の交流電圧が多相交流電源１１４から４本の各進行波発生電極１１１にそれぞれ印加される。これにより、進行波電界が形成される。
【００５４】
進行波電極シート１０１の外周面を覆う誘電体ベルト１０２は、搬送される各色相の現像剤の搬送性を安定化し、進行波電極シート１０１にて飛翔・搬送される現像剤の速度をさらに向上させること目的として設けられている。
【００５５】
すなわち、進行波電極シート１０１の進行波発生電極１１１による多層電界の切り替えのみで現像剤を搬送するのには制限があり、これを補って現像剤の搬送速度を高めるために誘電体ベルト１０２を設けている。従って、誘電体ベルト１０２は、現像剤の搬送方向に微速回転させる必要がある。誘電体ベルト１０２の速度は、画像形成装置の印字速度によって多少異なるが、多層電界の切り替え時の間に、現像剤が進行波発生電極１１１のピッチ間距離を通過することのできる速度が、必要不可欠な速度であり、進行波発生電極１１１の電極間ピッチ及び多層電界の切り替えのタイミングを基に算出される。
【００５６】
なお、進行波電界は、現像剤を搬送することも目的であるが、もう１つの目的として、搬送中の現像剤を飽和帯電状態として現像領域に搬送することも重要な役目である。
【００５７】
また、誘電体ベルト１０２は、ベルト上の現像剤を飛翔・搬送するとともに、現像剤を帯電させる役目も担っており、その抵抗値が重要なファクターとなる。このため、誘電体ベルト１０２の表面抵抗値は、概ね１×１０７〜１×１０９Ω・ｃｍの範囲とする必要がある。
【００５８】
誘電体ベルト１０２の表面抵抗値が、前記した範囲よりも低い場合（例えば１×１０５Ω・ｃｍ）、進行波発生電極１１１に印加される電界が現像剤にダイレクトに印加されてしまい、搬送中の現像剤が熱を帯び、誘電体ベルト１０２に付着して現像領域で飛翔しないことになる。その結果として、印字品位の低下、並びに誘電体ベルト１０２の破損が発生する。また、表面抵抗値が前記した範囲よりも高い場合（例えば１×１０１２Ω・ｃｍ）、進行波発生電極１１１に印加される電界が誘電体ベルト１０２を通過しなくなり、現像剤の飛翔、並びに帯電が行われなくなる。これにより、現像剤が現像領域で飛翔しなくなる結果、印字品位の低下、並びに未帯電現像剤が誘電体ベルト１０２から離脱し機内飛散を招いてしまう。
【００５９】
［現像剤供給部及び現像剤回収部の説明］
以下、現像剤供給部及び現像剤回収部について各項目ごとに説明する。
【００６０】
−現像剤供給部及び現像剤回収部の各構造−
図２及び図５に示すように、イエロー現像剤供給部１０３Ｙ、マゼンタ現像剤供給部１０３Ｍ、シアン現像剤供給部１０３Ｃ、ブラック現像剤供給部１０３Ｂの各現像剤供給部は、それぞれ、現像剤を誘電体ベルト１０２に供給する供給ローラ１３１と、現像剤を予備帯電するブレード１３２と、現像剤を攪拌する攪拌板１３３とを備えている。供給ローラ１３１には電源１３８にて電圧（供給用電圧）が印加される。供給ローラ１３１への印加電圧の極性は、現像剤と同極性であり、また、印加電圧の大きさは、誘電体ベルト１０２上に発生する進行波電界よりも小さくなるように設定されている。なお、各現像剤供給部には、後述する回収現像剤の補給口１３４が設けられている。
【００６１】
一方、イエロー現像剤回収部１０４Ｙ、マゼンタ現像剤回収部１０４Ｍ、シアン現像剤回収部１０４Ｃ、ブラック現像剤回収部１０４Ｂの各現像剤回収部は、それぞれ、誘電体ベルト１０２上に残存している現像剤（現像余りの現像剤）を回収する回収ローラ１４１と、回収ローラ１４１で回収された現像剤を掻き落すブレード１４２と、掻き落された回収現像剤を搬送して排出口１４４に導く攪拌ローラ１４３ａ及び搬送ローラ１４３ｂとを備えている。回収ローラ１４１には電源１４８（図８参照）にて、現像剤を現像剤回収部に引き付けるための電圧（回収用電圧）が印加される。
【００６２】
−現像剤供給部及び現像剤回収部の配置−
まず、各色相の現像剤供給部の配置は、カラー現像時の各色相の混色防止と印字効率で決定される。本発明のように１つの進行波電界と誘電体ベルトを用いる現像方式では、印字要求があってから現像領域に、如何に素早く第１番目の現像剤を飽和帯電とした状態で搬送し、静電潜像の可視化を行うかによって印字速度が決定される。
【００６３】
また、混色については、淡い色相の現像剤が誘電体ベルト上に保持される時間を少なくして、淡い色相の現像剤を素早く回収する必要がある。すなわち、淡い色相の現像剤を長時間のあいだ誘電体ベルト上に保持すると、その淡い色相の現像剤が、他の色相の現像剤供給部を通過して混色が生じるため、現像領域Ｆ（誘電体ベルト１０２が感光体ドラム１５に近接する領域）の直近の上流側に配置する必要がある。
【００６４】
このような点を考慮して、本実施形態では、各色相の現像剤供給部の配置を決定している。具体的には、４つの現像剤供給部を、現像領域Ｆの直近から上流側（現像剤搬送方向の上流側）に遠ざかるに従って色相が濃くなるような配置、つまり、現像領域Ｆの上流側において、現像領域Ｆに近い位置から、イエロー現像剤供給部１０３Ｙ→マゼンタ現像剤供給部１０３Ｍ→シアン現像剤供給部１０３Ｃ→ブラック現像剤供給部１０３Ｂの順序で配置している。
【００６５】
一方、各色相の現像剤回収部の配置は、カラー現像時の各色相の混色防止と誘電体ベルト１０２のクリーニング効率によって決定される。本発明のように１つの進行波電界と誘電体ベルトを用いる現像方式では、現像領域での現像が終了した後に、如何に素早く第１番目の現像剤を回収するかが問題であり、混色については、淡い色相の現像剤が誘電体ベルト上に保持される時間を少なくし、淡い色相の現像剤を素早く回収する必要がある。すなわち、淡い色相の現像剤を長時間のあいだ誘電体ベルト上に保持すると、その淡い色相の現像剤が、他の色相の現像剤供給部を通過して混色が生じるため、現像領域Ｆの直近の下流側に配置する必要がある。
【００６６】
このような点を考慮して、本実施形態では、各色相の現像剤回収部の配置を決定している。具体的には、４つの現像剤回収部を、現像領域Ｆの直近から下流側（現像剤搬送方向の下流側）に遠ざかるに従って色相が濃くなるような配置、つまり、現像領域Ｆの下流側において、現像領域Ｆに近い位置から、イエロー現像剤回収部１０４Ｙ→マゼンタ現像剤回収部１０４Ｍ→シアン現像剤回収部１０４Ｃ→ブラック現像剤回収部１０４Ｂの順序で配置している。
【００６７】
そして、以上の配置の、イエロー現像剤供給部１０３Ｙとイエロー現像剤回収部１０４Ｙ、マゼンタ現像剤供給部１０３Ｍとマゼンタ現像剤回収部１０４Ｍ、シアン現像剤供給部１０３Ｃとシアン現像剤回収部１０４Ｃ、並びに、ブラック現像剤供給部１０３Ｂとブラック現像剤回収部１０４Ｂとは、それぞれ、進行波電極シート１０１及び誘電体ベルト１０２を介して互いに対向している。
【００６８】
ここで、通常の画像形成装置であれば現像剤回収部は１つでよいが、本発明のように、誘電体ベルトの有効幅（進行波電界が印加される領域）全域に現像剤を供給し、画像情報の顕像化に必要な部分の現像剤だけが現像領域で使用される場合には、未使用の現像剤は非常に多量となり、各色相ごとに回収機構が必要となる。すなわち、１枚の用紙中の印字％が２０％のときは、未使用現像剤は約８０％以上となり、その現像剤を１つの現像剤回収部で回収すると各色相の混色が生じ再利用できなくなり、サプライ品のランニングコスト高となる。このような点を考慮して、本実施形態では、１つの進行波電極シート１０１及び誘電体ベルト１０２に対して、複数色相（４色相）の現像剤回収部を配置している。
【００６９】
−回収現像剤の搬送・進退機構−
回収現像剤の搬送機構と、現像剤供給部及び現像剤回収部の進退機構について図５を参照しながら説明する。なお、この項での説明では、イエロー現像剤供給部１０３Ｙ、マゼンタ現像剤供給部１０３Ｍ、シアン現像剤供給部１０３Ｃ、ブラック現像剤供給部１０３Ｂを総称して現像剤供給部１０３と言う。また、イエロー現像剤回収部１０４Ｙ、マゼンタ現像剤回収部１０４Ｍ、シアン現像剤回収部１０４Ｃ及びブラック現像剤回収部１０４Ｂを総称して現像剤回収部１０４と言う。
【００７０】
まず、回収現像剤の搬送機構について説明する。
【００７１】
前記したように、同一の色相の現像剤供給部１０３と現像剤回収部１０４とは、進行波電極シート１０１及び誘電体ベルト１０２を介して互いに対向する状態で配置されており、これら現像剤供給部１０３の現像剤の補給口１３４と現像剤回収部１０４の現像剤の排出口１４４とが現像剤搬送用の連結部材（チューブ状）１０５によって互いに連結されている。
【００７２】
連結部材１０５内には、現像剤搬送用のスクリュー１５１が配置されている。スクリュー１５１は、回転駆動源（図示せず）によって回転するように構成されており、このスクリュー１５１の回転により、連結部材１０５の内壁面とスクリュー１５１の回転外周部の壁面との間で生じる搬送力によって、現像剤が現像剤回収部１０４から現像剤供給部１０３に向けて搬送される。
【００７３】
そして、この実施形態においては、前記したように、現像材供給部１０３によって誘電体ベルト１０２上に供給された現像剤は、その全てが現像領域Ｆで消費されず、供給された現像剤の大半が未使用として現像剤回収部１０４で回収される。現像剤回収部１０４で回収された現像剤は、攪拌ローラ１４３ａ及び搬送ローラ１４３ｂによって現像剤回収部１０４の排出口１４４に導かれて連結部材１０５内に排出される。連結部材１０５内に排出された回収現像剤は、スクリュー１５１の回転によって連結部材１０５内を搬送され、連結部材１０５の終端部の補給口１３４を通過して現像剤供給部１０３に補給される。
【００７４】
このように、本実施形態では、未使用現像剤が現像剤供給部１０３に補給されるので、現像剤の無駄がなく、サプライ品のランニングコスト高を防止することができる。
【００７５】
次に、現像剤供給部及び現像剤回収部の進退機構について説明する
現像剤供給部１０３は、図示しないガイドに沿って、供給ローラ１３１の回転中心と直交する方向に移動自在に設けられており、進行波電極シート１０１及び誘電体ベルト１０２に対して進退（前進・後退）可能となっている。
【００７６】
現像剤供給部１０３の背面側には複数の偏心カム１３５‥１３５が設けられている。各偏心カム１３５は供給部ケーシング１３０の背面に当接する位置に配置されている。これら偏心カム１３５‥１３５は、供給ローラ１３１の回転中心と平行なシャフト１３６に支持されている。
【００７７】
シャフト１３６は、装置本体のフレーム１ａ（以下、装置フレーム１ａと言う）に回転自在に支持されており、一端部に固着されたギア１３６ａを介して連結された回転駆動機構（図示せず）によって回転する。このシャフト１３６の回転に伴って各偏心カム１３５がシャフト１３６を中心として回転する。
【００７８】
供給部ケーシング１３０の背面側には引張ばね１３７が配置されている。引張ばね１３７の一端は供給部ケーシング１３０に連結され、他端が装置フレーム１ａに連結されており、この引張ばね１３７の弾性力（引張力）によって供給部ケーシング１３０が誘電体ベルト１０２から離反する向き（図５の上向き）に付勢されている。これにより、供給部ケーシング１３０の背面が各偏心カム１３５のカム面に常に押圧された状態で当接し、各偏心カム１３５の回転により、供給部ケーシング１３０つまり現像剤供給部１０３の全体が誘電体ベルト１０２に対して進退（前進・後退）するようになっている。
【００７９】
具体的には、例えば、現像剤の供給タイミングに合わせて偏心カム１３５が所定量だけ回転することにより、現像剤供給部１０３が誘電体ベルト１０２に近接し、現像剤の供給タイミング終了に応じて偏心カム１３５が再度回転して、現像剤供給部１０３が誘電体ベルト１０２に対し離間した状態となる（ホームポジションへの復帰）。このとき、ホームポジションへの復帰を確実にするため、引張ばね１３７が偏心カム１３５の動作をより確実に実行する補助部材として働き、現像剤供給部１０３をホームポジションに復帰させる。ホームポジションに復帰させる必要性は、他の色相の現像剤供給部から供給された現像剤が混入することを未然に防止するためである。
【００８０】
なお、現像剤供給部１０３の進退は、前記したように、各色相の現像剤の供給タイミングによって決定されるが、その現像剤の供給タイミング等の詳細は後述する。また、現像剤供給部１０３の進退動作は、画像形成装置の制御部（図示せず）によって制御される。
【００８１】
現像剤回収部１０４の進退機構も、前記した現像剤搬送部１０３と基本的に同様の機構であり、現像剤回収部１０４が、図示しないガイドに沿って、回収ローラ１４１の回転中心と直交する方向に移動自在に設けられており、進行波電極シート１０１及び誘電体ベルト１０２に対して進退可能となっている。
【００８２】
現像剤回収部１０４の背面側には複数の偏心カム１４５‥１４５が設けられている。各偏心カム１４５は回収部ケーシング１４０の背面に当接する位置に配置されている。これら偏心カム１４５‥１４５は、回収ローラ１４１の回転中心と平行なシャフト１４６に支持されている。
【００８３】
シャフト１４６は、装置フレーム１ａに回転自在に支持されており、一端部に固着されたギア１４６ａを介して連結された回転駆動機構（図示せず）によって回転する。このシャフト１４６の回転に伴って各偏心カム１４５がシャフト１４６を中心として回転する。
【００８４】
回収部ケーシング１４０の背面側には引張ばね１４７が配置されている。引張ばね１４７の一端は回収部ケーシング１４０に連結され、他端が装置フレーム１ａに連結されており、この引張ばね１４７の弾性力（引張力）によって回収部ケーシング１４０が誘電体ベルト１０２から離反する向き（図５の下向き）に付勢されている。これにより、回収部ケーシング１４０の背面が各偏心カム１４５のカム面に常に押圧された状態で当接し、各偏心カム１４５の回転により、回収部ケーシング１４０つまり現像剤回収部１０４の全体が誘電体ベルト１０２に対して進退（前進・後退）するようになっている。
【００８５】
具体的には、例えば、現像剤の回収タイミングに合わせて偏心カム１４５が所定量だけ回転することにより、現像剤回収部１０４が誘電体ベルト１０２に近接し、現像剤の回収タイミング終了に応じて偏心カム１４５が再度回転して、現像剤回収部１０４が誘電体ベルト１０２に対し離間した状態となる（ホームポジションへの復帰）。このとき、ホームポジションへの復帰を確実にするため、引張ばね１４７が偏心カム１４５の動作をより確実に実行する補助部材として働き、現像剤回収部１０４をホームポジションに復帰させる。ホームポジションに復帰させる必要性は、例えば、イエローの現像剤を回収する現像剤回収部１０４が、他の色相（例えばマゼンタ、シアン、ブラック）の現像剤を回収してしまうことを未然に防止するためである。
【００８６】
なお、現像剤回収部１０４の進退は、各色相の現像剤の回収タイミングによって決定されるが、その詳細は後述する。また、現像剤回収部１０４の進退動作についても画像形成装置の制御部（図示せず）によって制御される。
【００８７】
ここで、図５に示す進退機構では、現像剤供給部及び現像剤回収部に偏心カムにて変位を与えるように構成しているが、このような構成に替えて、ソレノイドのＯＮ−ＯＦＦ動作を利用して現像剤供給部及び現像剤回収部を進退させるようにしてもよい。
【００８８】
−進退動作距離の説明−
現像剤供給部及び現像剤回収部の進退動作時の距離について、図６〜図９を参照しながら説明する。
【００８９】
図６は、現像剤供給部１０３が誘電体ベルト１０２に近接した状態（現像剤供給時）を示す図である。図７は、現像剤供給部１０３が誘電体ベルト１０２から離間した状態（ホームポジションへの復帰時）を示す図である。図８は、現像剤回収部１０４が誘電体ベルト１０２に近接した状態（現像剤回収時）を示す図である。図９は、現像剤回収部１０４が誘電体ベルト１０２から離間した状態（ホームポジションへの復帰時）を示す図である。
【００９０】
まず、現像剤供給部の進退動作時の距離を図６及び図７を参照して説明する。
【００９１】
図６（ａ）は、現像剤供給部の供給ローラ１３１が誘電体ベルト１０２に接触した状態を示している。図６（ｂ）は、供給ローラ１３１が誘電体ベルト１０２に近接した状態（１）を示しており、さらに、図６（ｃ）は供給ローラ１３１が誘電体ベルト１０２に近接した状態（２）状態を示している。なお、図６において、誘電体ベルト１０２の進行方向は図中右側から左側である。
【００９２】
図６（ａ）の状態では、供給ローラ１３１が誘電体ベルト１０２に接触しているため、誘電体ベルト１０２の右側に現像剤溜まりが発生し、搬送されてくる現像剤Ｄを有効に誘電体ベルト１０２に供給できなくなっている。従って、誘電体ベルト１０２と供給ローラ１３１との間のギャップが０ｍｍである場合は現像剤供給不足が起こるのでよくない。また、誘電体ベルト１０２と供給ローラ１３１とが接触していることから、供給ローラ１３１が誘電体ベルト１０２を傷付けるおそれがあり、誘電体ベルト１０２の耐久性劣化を促進してしまう。
【００９３】
図６（ｂ）の状態では、供給ローラ１３１と誘電体ベルト１０２とが非接触で所定の空隙を有するため、誘電体ベルト１０２を介した進行波電極シート１０１による電界が有効に作用し、供給ローラ１３１に搬送されてくる現像剤Ｄの大部分が、誘電体ベルト１０２に供給されるようになり、誘電体ベルト１０２と供給ローラ１３１との間のギャップが適切であると判断される。このときのギャップは、誘電体ベルト１０２と感光体ドラム１５との間のギャップとほぼ等しく、通常、現像領域Ｆで現像剤Ｄが飛翔して現像剤クラウド状態を形成し、画像情報に必要な現像剤Ｄは感光体ドラム１５の電界に吸着する。一方、画像情報に不必要な現像剤Ｄは、進行波電極シート１０１による電界によって誘電体ベルト１０２に吸着し、その吸着距離は３〜５ｍｍである。現像剤供給部１０３においても同様の電界が作用するため、従って、誘電体ベルト１０２と供給ローラ１３１との間の適切なギャップは略３〜５ｍｍである。
【００９４】
図６（ｃ）の状態では、供給ローラ１３１と誘電体ベルト１０２が非接触であるが、その両者間の空隙が広すぎるため、進行波電界が有効に働かず、供給ローラ１３１に現像剤の残りが発生している。従って、誘電体ベルト１０２と供給ローラ１３１との間のギャップが広すぎると現像剤供給不足を招くのでよくない。
【００９５】
次に、図７（ａ）は、供給ローラ１３１が誘電体ベルト１０２から離間した状態（１）を示しており、図７（ｂ）は、供給ローラ１３１が誘電体ベルト１０２から離間した状態（２）を示している。さらに、図７（ｃ）は、供給ローラ１３１が誘電体ベルト１０２から離間した状態（３）を示している。なお、図７において、誘電体ベルト１０２の進行方向は図中右側から左側である。
【００９６】
図７（ａ）及び（ｂ）の状態では、ともに、供給ローラ１３１が誘電体ベルト１０２から離間しているが、その離間距離が小さいため供給ローラ１３１上の現像剤Ｄが誘電体ベルト１０２に飛翔している。なお、図７（ａ）には、誘電体ベルト１０２上に現像剤Ｄがない状態を示しており、図７（ｂ）には、誘電体ベルト１０２上に他の色相の現像剤Ｄが搬送されている状態を示している。これら２つの状態に共通していることは、進行波電界が誘電体ベルト１０２を介して供給ローラ１３１上の現像剤Ｄに影響しているので、現像剤の混色は避けられず、印字品位の低下、サプライ品の早期廃棄からランニングコストの上昇を招くという問題がある。
【００９７】
一方、図７（ｃ）の状態では、供給ローラ１３１と誘電体ベルト１０２とが非接触で所定の空隙を有するため、誘電体ベルト１０２を介した進行波電界による供給ローラ１３１上の現像剤Ｄの飛翔が見られず、誘電体ベルト１０２と供給ローラ１３１との間のギャップが適切であると判断される。このときのギャップは、誘電体ベルト１０２と感光体ドラム１５との間のギャップよりも広く、現像剤Ｄが飛翔することによる現像剤クラウド発生状態を回避することが可能な距離である。誘電体ベルト１０２と供給ローラ１３１との間の適切なギャップは略７〜１０ｍｍである。
【００９８】
次に、現像剤回収部の進退動作を図８及び図９を参照して説明する。
【００９９】
図８（ａ）は、現像剤回収部の回収ローラ１４１が誘電体ベルト１０２に近接した状態（１）を示している。図８（ｂ）は、回収ローラ１４１が誘電体ベルト１０２に近接した状態（２）を示しており、さらに、図８（ｃ）は回収ローラ１４１が誘電体ベルト１０２に近接した状態（３）を示している。なお、図８において、誘電体ベルト１０２の進行方向は図中左側から右側である。
【０１００】
図８（ａ）の状態では、回収ローラ１４１と誘電体ベルト１０２とが近接しているが、回収ローラ１４１と誘電体ベルト１０２との間の空隙が広すぎるため、現像剤Ｄを完全に回収することができず、誘電体ベルト１０２上に現像剤の残りが発生している。また、図８（ｃ）の状態では、図８（ａ）の状態と比較して現像剤の回収率はよいが、現像剤の残りが見られる。
【０１０１】
一方、図８（ｂ）の状態では、回収ローラ１４１と誘電体ベルト１０２との間の空隙が適切であるので、誘電体ベルト１０２上に存在する現像剤Ｄの大部分が回収されている。この状態（現像剤回収時）における回収ローラ１４１と誘電体ベルト１０２との間のギャップ（最適ギャップ）は略３〜５ｍｍである。
【０１０２】
図９（ａ）は、現像剤回収部の回収ローラ１４１が誘電体ベルト１０２から離間した状態（１）を示しており、図９（ｂ）は、回収ローラ１４１が誘電体ベルト１０２から離間した状態（２）を示している。なお、図９において、誘電体ベルト１０２の進行方向は図中左側から右側である。
【０１０３】
図９（ａ）の状態では、回収ローラ１４１と誘電体ベルト１０２とが離間しているが、その離間距離が小さいため、誘電体ベルト１０２上の現像剤Ｄが回収ローラ１４１に飛散している。
【０１０４】
これに対し、図９（ｂ）の状態では、回収ローラ１４１と誘電体ベルト１０２との間の離間距離が十分であるので、誘電体ベルト１０２上の現像剤Ｄの飛散は見られない。この状態（ホームポジションへの復帰時）における回収ローラ１４１と誘電体ベルト１０２との間のギャップ（最適ギャップ）は略７〜１０ｍｍである。
【０１０５】
＜現像剤供給部及び現像剤回収部の制御［１］の説明＞
フルカラー印字時とモノカラー印字時における各色相の現像剤供給部及び現像剤回収部の各動作を図１０及び図１１、図１２及び図１３、並びに、図１４及び図１５を参照しながら説明する。
【０１０６】
図１０及び図１１は、印字要求が「フルカラー印字要求」であったときの各色相の現像剤供給部及び現像剤回収部の各動作を示す図である。
【０１０７】
図１２及び図１３は、印字要求が「モノカラー印字要求」であり、その「モノカラー印字要求」が単数であるときの各色相の現像剤供給部と現像剤回収部の各動作を示す図である。
【０１０８】
図１４及び図１５は、印字要求が「モノカラー印字要求」であり、その「モノカラー印字要求」が複数であるときの各色相の現像剤供給部と現像剤回収部の各動作を示す図である。
【０１０９】
まず、図１０（ａ）には、フルカラー印字時における印字スタート時の各色相（４色相）の現像剤供給部１０３Ｙ〜１０３Ｂと現像剤回収部１０４Ｙ〜１０４Ｂの動作を示している。図１０（ｂ）には、印字中（例としてマゼンタ現像剤の供給時）の各現像剤供給部１０３Ｙ〜１０３Ｂと各現像剤回収部１０４Ｙ〜１０４Ｂの動作を示しており、また、図１１（ｃ）には、同様に、印字中（例としてマゼンタ現像剤の回収時）の各現像剤供給部及び各現像剤回収部１０４Ｙ〜１０４Ｂの動作を示している。
【０１１０】
図１０（ａ）は、印字要求を装置が受けつけた直後であるため、誘電体ベルト１０２の表面クリーニングを行っている状態を示している。誘電体ベルト１０２上に前工程で残存する如何なる色相の現像剤であっても、本来は該当する色相の現像剤回収部に回収すべきであるが、誘電体ベルト１０２上に残存する現像剤の色相を管理することは困難であり、精度を上げた検知方法と各色相の現像剤回収部の動作制御は装置の制御部に多大の負荷を負わせることになる。また、他の手法としては誘電体ベルトクリーニング用クリーニング部を配置する手法もあるが装置の大型化、廃棄現像剤の発生などの問題点が多くある。
【０１１１】
従って、この実施形態においては、多少の異なった色相が混入しても、本来の色相に比較し、色相変化の少ないブラック現像剤回収部１０４Ｂを印字要求直後の誘電体ベルト１０２のクリーニング用部材として用いている。このようにすることにより、カラー画像用現像剤（イエロー、マゼンタ、シアン）の供給時には混色のない現像剤を供給することができ、混色のない美しい印字のカラー画像を得ることができる。なお、このようなブラック現像剤回収部１０４Ｂの近接により誘電体ベルト１０２をクリーニングする時間は、誘電体ベルト１０２が、その周長の少なくとも１回転分を回転する時間とする。
【０１１２】
図１０（ｂ）は、印字途中でマゼンタ現像剤の供給時を示している、このとき、現像剤を供給するマゼンタ現像供給部１０３Ｍが誘電体ベルト１０２に近接することは勿論であるが、現像領域Ｆ（図２）を通過した現像剤を回収するイエロー現像剤回収部１０４Ｙも誘電体ベルト１０２に近接している。
【０１１３】
図１１（ｃ）は、印字途中でマゼンタ現像剤の回収時を示している、このとき、現像剤を回収するマゼンタ現像回収部１０４Ｍが誘電体ベルト１０２に近接することは勿論である。なお、現像領域Ｆにはシアン現像剤が搬送されつつあり、さらに、ブラック現像剤の供給が行われている。
【０１１４】
このように、図１０及び図１１の（ａ）〜（ｃ）の動作を印字要求から行うことによって、フルカラー印字の印字効率の向上をはかることができる。
【０１１５】
次に、図１２（ａ）には、単数のモノカラー印字時における印字スタート時の各色相（４色相）の現像剤供給部１０３Ｙ〜１０３Ｂ及び現像剤回収部１０４Ｙ〜１０４Ｂの動作を示している。図１２（ｂ）には、印字中（例としてマゼンタ現像剤の供給時）の各現像剤供給部１０３Ｙ〜１０３Ｂ及び各現像剤回収部１０４Ｙ〜１０４Ｂの動作を示しており、また、図１３（ｃ）には、同様に、印字中（例としてマゼンタ現像剤の供給時）の各現像剤供給部１０３Ｙ〜１０３Ｂ及び各現像剤回収部１０４Ｙ〜１０４Ｂの動作を示している。
【０１１６】
図１２（ａ）の状態は、上記したフルカラー印字時における図１０（ａ）と同様であるので、その具体的な説明は省略する。
【０１１７】
図１２（ｂ）は、印字要求の１つの例としてマゼンタ現像剤の供給時を示している。このとき、現像剤を供給するマゼンタ現像供給部１０３Ｍが誘電体ベルト１０２に近接することは勿論であるが、全ての現像剤回収部１０４Ｙ〜１０４Ｂは誘電体ベルト１０２に対し離間した状態となっている。
【０１１８】
図１３（ｃ）は、印字終了時のマゼンタ現像剤の回収を示している。この動作において着目すべき点は、現像に寄与しなかった現像剤の回収部としてマゼンタ現像剤回収部１０４Ｍを用いず、マゼンタ現像剤供給部１０３Ｍを使用していることにある。このように、マゼンタ現像剤の回収に、マゼンタ現像回収部１０４Ｍではなく、マゼンタ現像剤供給部１０３Ｍを用いることによって、前記した連結部材１０５（図５）の駆動制御（スクリュー回転駆動制御等）を省略できる。さらに、連結部材１０５に滞留する残存現像剤を少なくすることができ、サプライ品のロスを低減することができる。
【０１１９】
なお、図１３（ｃ）の動作では、前述の現像剤供給時とは逆極性の現像剤回収用電圧が、現像剤供給部の供給ローラ１３１に印加されることは、現像剤の回収効率の向上をはかる上で当然のことである。
【０１２０】
次に、図１４（ａ）には、複数のモノカラー印字時における印字スタート時の各色相（４色相）の現像剤供給部１０３Ｙ〜１０３Ｂ及び現像剤回収部１０４Ｙ〜１０４Ｂの動作を示している。図１４（ｂ）には、第１枚目の印字中（例としてマゼンタ現像剤の供給時）の各現像剤供給部１０３Ｙ〜１０３Ｂ及び現像剤回収部１０４Ｙ〜１０４Ｂの動作を示しており、また、図１５（ｃ）には、同様に、印字中（例としてマゼンタ現像剤の供給／回収時）の各現像剤供給部１０３Ｙ〜１０３Ｂ及び現像剤回収部１０４Ｙ〜１０４Ｂの動作を示している。
【０１２１】
図１４（ａ）の状態は、上記したフルカラー印字時における図１０（ａ）と同様であるので、その具体的な説明は省略する。また、図１４（ｂ）の状態は、上記した単数モノカラー印字時における図１２（ｂ）と同様であるので、その具体的な説明は省略する。
【０１２２】
図１５（ｃ）は、複数枚印字中のマゼンタ現像剤の供給と回収を示している。この動作において着目すべき点は、現像に寄与しなかった現像剤の回収部としてマゼンタ現像剤回収部１０４Ｍを用いず、マゼンタ現像剤供給部１０３Ｍを使用していることにある。このように、マゼンタ現像剤の回収に、マゼンタ現像剤回収部１０４Ｍではなく、マゼンタ現像剤供給部１０３Ｍを用いることによって、前記した連結部材１０５（図５）の駆動制御（スクリュー回転駆動制御等）を省略できる。さらに、連結部材１０５に滞留する残存現像剤を少なくすることができ、サプライ品のロスを低減することができる。
【０１２３】
そして、図１５（ｃ）の動作においては、現像剤供給部の供給ローラ１３１に印加する電圧の極性が、前述の現像剤供給時に印加する電圧と同極性であり、未使用トナーを再利用するところに特徴がある。すなわち、前記したように現像領域で使用される現像剤の量は画像情報によって異なるが、未使用現像剤を現像剤供給部、もしくは現像剤回収部に回収するのは無駄であり、従って、進行波電界による現像剤の帯電が行われ、現像工程に充分寄与することが可能な現像剤を回収することなく、現像工程で使用された現像剤の量だけを補給するのが本発明の主旨である。
【０１２４】
このような補給を単純に行うと、飽和帯電トナーと予備帯電されただけのトナーが分離し、印字品位の低下が懸念されるが、現像剤供給部が誘電体ベルトに近接したとき（現像剤供給時）の進退距離が、前記した適切なギャップ（略３〜５ｍｍ）であれば、現像剤供給部の供給ローラ上の現像剤と誘電体ベルト上の飽和帯電現像剤が攪拌（ミックス）され、次現像工程までに均一帯電され、全ての現像剤が飽和帯電量に到達するようになる。
【０１２５】
以上説明したように、この実施形態によれば、１つの現像装置で複数色相の現像剤を供給することが可能になり、装置のコンパクト化・低コスト化を実現できる。さらに、静電潜像担持体としての感光体ドラムに対する現像ポイントが一定であるので、電位のズレによる濃度むらや、色相よってタイミングが異なることもなく、また、各色相の現像剤の混色をなくすことができる結果、良好な現像特性を実現することができる。
【０１２６】
＜現像剤供給部及び現像剤回収部の制御［２］の説明＞
−装置配置−
まず、この例では、図２に示す現像装置１００の配置において、進行波電極シート１０１、誘電体ベルト１０２、イエロー現像剤供給部１０３Ｙ、マゼンタ現像剤供給部１０３Ｍ、シアン現像剤供給部１０３Ｃ及びブラック現像剤供給部１０３Ｂの４つの現像剤供給部、イエロー現像剤回収部１０４Ｙ、マゼンタ現像剤回収部１０４Ｍ、シアン現像剤回収部１０４Ｃ及びブラック現像剤回収部１０４Ｂの４つの現像剤回収部の位置関係等を図１６のように設定している。その各部の詳細を以下に説明する。
【０１２７】
（１）誘電体ベルト１０２の周長をＬ、誘電体ベルト１０２の微速回転の速度をＶ１（ｃｍ／ｍｉｎ）としている。
【０１２８】
（２）進行波電極シート１０１の進行波発生電極１１１の電極間ピッチ等は前記した数値と同じとしている。また、進行波電極シート１０１を飛翔する現像剤の飛翔速度をＶ２（ｃｍ／ｍｉｎ）とし、この現像剤飛翔速度Ｖ２及び前記した誘電体ベルト１０２の回転速度Ｖ１に基づいて、画像形成装置の制御部（図示せず）が、誘電体ベルト１０２上の現像剤の搬送速度［Ｖ＝Ｖ１＋Ｖ２］を算出して後述する制御に用いる。
【０１２９】
（３）図２の配置と同様に、イエロー現像剤供給部１０３Ｙ、マゼンタ現像剤供給部１０３Ｍ、シアン現像剤供給部１０３Ｃ及びブラック現像剤供給部１０３Ｂの４つの現像剤供給部と、イエロー現像剤回収部１０４Ｙ、マゼンタ現像剤回収部１０４Ｍ、シアン現像剤回収部１０４Ｃ及びブラック現像剤回収部１０４Ｂの４つの現像剤回収部とを、現像領域Ｆに対して対称となる位置関係で配置している。
【０１３０】
具体的には、マゼンタ現像剤供給部１０３Ｍとマゼンタ現像剤回収部１０４Ｍとの間の距離をＬ２とすると、マゼンタ現像剤供給部１０３Ｍを現像領域Ｆの上流側（現像剤搬送方向の上流側）に、現像領域Ｆ（領域中心）に対して［Ｌ２／２］の距離だけ離れた位置に配置し、マゼンタ現像剤回収部１０４Ｍを現像領域Ｆの下流側に、現像領域Ｆ（領域中心）に対して［Ｌ１／２］の距離だけ離れた位置に配置している。
【０１３１】
同様に、イエロー現像剤供給部１０３Ｙを現像領域Ｆの上流側に、現像領域Ｆに対して［Ｌ１／２］の距離だけ離れた位置に配置し、イエロー現像剤回収部１０４Ｙを現像領域Ｆの下流側に、現像領域Ｆに対して［Ｌ１／２］の距離だけ離れた位置に配置している。また、シアン現像剤供給部１０３Ｃを現像領域Ｆの上流側に、現像領域Ｆに対して［Ｌ３／２］の距離だけ離れた位置に配置し、シアン現像剤回収部１０４Ｃを現像領域Ｆの下流側に、現像領域Ｆに対して［Ｌ３／２］の距離だけ離れた位置に配置しており、ブラック現像剤供給部１０３Ｂを現像領域Ｆの上流側に、現像領域Ｆに対して［Ｌ４／２］の距離だけ離れた位置に配置し、ブラック現像剤回収部１０４Ｂを現像領域Ｆの下流側に、現像領域Ｆに対して［Ｌ４／２］の距離だけ離れた位置に配置している。なお、ブラック現像剤回収部１０４Ｂとマゼンタ現像剤供給部１０３Ｍとの間の距離をＬ５としている。
【０１３２】
−制御タイミング−
次に、画像形成装置にモノカラー画像の１枚の印字要求があったときの制御動作を、図１７及び前記した図１６の装置配置を参照しながら説明する。なお、この例では、印字要求がマゼンタによる印字である場合の動作を示す。
【０１３３】
まず、画像形成装置にモノカラー印字要求がなされると、画像形成装置は、装置の各部の初期化回転を行うとともに、印字すべきモノカラー画像情報の入手（例えば、スキャナー部での読み取り、もしくはネットワークで繋がれた該当端末装置から画像情報の受信）を行う。
【０１３４】
以上の初期化回転及び画像入手を行った後、画像形成装置の制御部（図示せず）によって印字用画像が形成され、ＬＥＤ等によって感光体ドラム１５（図１）上に画像情報が書き込まれる。
【０１３５】
このタイミングで、まず、第１に誘電体ベルト１０２の微速回転と進行波電極シート１０１への多層電界の印加が開始され、これに略同期してブラック現像剤回収部１０４Ｂが誘電体ベルト１０２に近接し、そのブラック現像剤回収部１０４Ｂの回収ローラ１４１に現像剤回収用の電圧（現像剤の帯電極性とは逆極性）が印加される（Ｔ１）。このような動作を行うことにより、前工程において誘電体ベルト１０２上に残留した各色相の現像剤がブラック現像剤回収部１０４Ｂに回収されることになる（誘電体ベルト１０２のクリーニング）。このタイミングＴ１が、近接／印加のタイミングを印字のための基本タイミングとして、マゼンタ現像剤供給部１０３Ｍの近接／離間（進退）と電圧印加、及び、ブラック現像剤回収部１０４Ｂの離間と電圧印加停止が以下のタイミングで実施される。
【０１３６】
前記したタイミングＴ１でブラック現像剤回収部１０４Ｂが誘電体ベルト１０２に近接し、ブラック現像剤回収部１０４Ｂの回収ローラ１４１に電圧が印加された後、ブラック現像剤回収部１０４Ｂによってクリーニングされた誘電体ベルト１０２の先端がマゼンタ現像剤供給部１０３Ｍに到達するタイミングＴ２で、マゼンタ現像剤供給部１０３Ｍが誘電体ベルト１０２に近接するとともに、マゼンタ現像剤供給部１０３Ｙの供給ローラ１３１に現像剤供給用の電圧が印加され、誘電体ベルト１０２上にマゼンタ現像剤が供給される（印加電圧ＯＮ）。
【０１３７】
このときのタイミングＴ２は、誘電体ベルト１０２の回転速度Ｖ１、及び、ブラック現像剤回収部１０４Ｂとマゼンタ現像剤供給部１０３Ｙとの間の距離Ｌ５に基づいて算出される。また、供給ローラ１３１には、現像剤の帯電極性と同極性であるが、進行波電極シート１０１への印加電圧よりも小さい電圧が印加される。
【０１３８】
次に、前記したタイミングＴ２で近接されたマゼンタ現像剤供給部１０３Ｍは、画像形成装置に要求された印字用紙サイズ及び誘電体ベルト１０２上の現像剤の搬送速度［Ｖ＝Ｖ１＋Ｖ２］に基づいて、印字用紙サイズに合った時間（Ｔ３）だけ、誘電体ベルト１０２への近接状態が維持され、必要量のマゼンタ現像剤が誘電体ベルト１０２に供給される。そして、必要な現像剤供給が終了した時点（タイミングＴ３）で、マゼンタ現像剤供給部１０３Ｍが誘電体ベルト１０２から離間するとともに、マゼンタ現像剤供給部１０３Ｍの供給ローラ１３１への電圧印加が停止される（印加電圧ＯＦＦ）。
【０１３９】
また、マゼンタ現像剤回収部１０４Ｍの誘電体ベルト１０２への近接（マゼンタ現像剤の回収工程）については、誘電体ベルト１０２上の現像剤の搬送速度［Ｖ＝Ｖ１＋Ｖ２］、及び、マゼンタ現像剤供給部１０３Ｍとマゼンタ現像剤回収部１０４Ｍとの間の距離Ｌ２に基づいてタイミングＴ４が決定され、このタイミングＴ４で、マゼンタ現像剤回収部１０４Ｍが誘電体ベルト１０２に近接するとともに、マゼンタ現像剤回収部１０４Ｍの回収ローラ１４１に現像剤回収用の電圧が印加される（印加電圧ＯＮ）。
【０１４０】
このようにして、マゼンタ現像剤回収部１０４Ｍが誘電体ベルト１０２に近接した後、前記したタイミングＴ３と略等しい時間（Ｔ５）が経過した時点で、マゼンタ現像剤回収部１０４Ｍが誘電体ベルト１０２から離間するとともに、マゼンタ現像剤回収部１０４Ｍの回収ローラ１４１への電圧印加が停止される（印加電圧ＯＦＦ）。このときのタイミングＴ５は、前記タイミングＴ３の算出と同様に、画像形成装置に要求された印字用紙サイズ及び誘電体ベルト１０２上の現像剤の搬送速度［Ｖ＝Ｖ１＋Ｖ２］に基づいて算出し、マゼンタ現像剤回収部１０４Ｍの誘電体ベルト１０２への近接状態を、印字用紙サイズに合った時間だけ維持して現像剤の回収動作を行う必要がある。
【０１４１】
一方、ブラック現像剤回収部１０４Ｂは、前記したように誘電体ベルト１０２のクリーニングを行っているので、前期タイミングＴ１において誘電体ベルト１０２に近接した以後において、その近接状態が維持されている。ブラック現像剤回収部１０４Ｂの誘電体ベルト１０２からの離間及び印加電圧ＯＦＦのタイミングＴ６は、前記したマゼンタ現像剤回収部１０４Ｍから誘電体ベルト１０２上に供給され現像領域Ｆにおいて印字に寄与したマゼンタ現像剤がマゼンタ現像剤回収部１０４Ｍにて回収された後で、誘電体ベルト１０４のクリーニングが完了した時点とする。
【０１４２】
この離間タイミングＴ６は、概ね、画像形成装置が印字要求を終了するときのイニシャライズ工程（後処理工程）が完了し、誘電体ベルト１０２の回転停止及び進行波電極シート１０１への電圧印加が終了するタイミングに同期させることが好ましい。すなわち、印字終了時点で、誘電体ベルト１０２上の残留現像剤をクリーニングしておけば、次の印字要求において、どのような印字要求がなされても、対応可能であるととともに、誘電体ベルト１０２上の残留現像剤の固着・飛散による機内飛散を未然に防止できる。
【０１４３】
なお、誘電体ベルト１０２のクリーニングをブラック現像剤回収部１０４Ｂを用いて行う理由は、前記したように、カラー画像形成装置に配置される複数色相の現像剤の中で最も色相が濃くて、他の淡い色相の現像剤が混色しても色相変化が少ないためである。
【０１４４】
＜現像剤供給部及び現像剤回収部の制御［３］の説明＞
次に、画像形成装置にモノカラー画像の複数の印字要求があったときの制御動作を、図１８〜図２０及び前記した図１６の装置配置を参照しながら説明する。なお、この例では、印字要求がマゼンタによる印字である場合の動作を示す。
【０１４５】
まず、１枚印字要求の時と同様に、タイミングＴ１で、ブラック現像剤回収部１０４Ｂが誘電体ベルト１０２に近接し（図１４（ａ）参照）、ブラック現像剤回収部１０４Ｂの回収ローラ１４１に現像剤回収用の電圧が印加され、次いで前記と同様のタイミングＴ２で、マゼンタ現像剤供給部１０３Ｍが誘電体ベルト１０２に近接するとともに、マゼンタ現像剤供給部１０３Ｍの供給ローラ１３１に現像剤供給用の電圧が印加される（現像剤供給動作）。
【０１４６】
次に、誘電体ベルト１０２に近接したマゼンタ現像剤供給部１０３Ｍの離間について、２通りの手法を説明する。
【０１４７】
まず、第１の手法では、Ｔ２タイミングで近接したマゼンタ現像剤供給部１０３Ｍが、画像形成装置に要求された印字用紙サイズ、及び、前記した誘電体ベルト１０２上の現像剤搬送速度［Ｖ＝Ｖ１＋Ｖ２］に基づいて、印字用紙サイズに合った時間だけ、マゼンタ現像剤供給部１０３Ｍが誘電体ベルト１０２に近接して現像剤供給動作を行い（１枚の印字用紙のトナー補給）、次印字用紙との間隔（通常用紙間距離と言う。）で離間動作を行う。この動作つまり「接近・供給動作」と「離間動作」とを順次繰り返し、印字要求枚数に合った現像剤を誘電体ベルト１０２上に供給してゆく（図１９（ａ））。
【０１４８】
そして、最終の印字用紙の後端までの現像剤の供給を完了した後、マゼンタ現像剤供給部１０３Ｍの供給ローラ１３１への印加電圧の極性を切り替えて、誘電体ベルト１０２上のマゼンタ現像剤の回収を行う（図１９（ｂ））。この回収動作は、誘電体ベルト１０２が、その周長の少なくとも１回転分を回転するまでは継続し、誘電体ベルト１０２上のマゼンタ現像剤を完全に回収した時点（タイミングＴ７）で、マゼンタ現像剤供給部１０３Ｂが誘電体ベルト１０２から離間するとともに、マゼンタ現像剤供給部１０３Ｂへの電圧印加が停止される。
【０１４９】
一方、第２の手法では、前記したＴ２タイミングで、誘電体ベルト１０２に近接したマゼンタ現像剤供給部１０３Ｍが、印字要求の全ての用紙分の現像剤を誘電体ベルト１０２上に供給する動作が完了するまでは「近接・供給動作」を継続（図２０（ａ））する手法であり、この第２の手法においても、全ての用紙分の現像剤の供給が完了した後、前記したタイミングＴ７で、マゼンタ現像剤供給部１０３Ｍの供給ローラ１３１への印加電圧の極性を切り替えて、誘電体ベルト１０２のマゼンタ現像剤の回収を行う（図２０（ｂ））
以上説明した第１の手法では、現像領域で印字に寄与しない無駄なマゼンタトナーの供給を無くすことが可能である。また、第２の手法では、マゼンタ現像剤供給部の離接タイミングを簡略化できる。
【０１５０】
ここで、以上の第１の手法及び第２の手法では、現像剤回収部を用いずに現像剤供給部で未使用現像剤の回収を行っているが、このような現像剤供給部による現像剤の回収は実現可能である。すなわち、カラー画像形成装置においては、通常、感光体ドラムと現像ローラで行われている一定電圧（現像剤供給用の電圧）を印加した状態であっても現像ローラの上流部と下流部で「現像−クリーニング」現象が生じており、これと同様な理由により実現可能である。さらに、進行波電極で飽和帯電まで上昇した現像剤を回収する必要はなく、次印字工程で利用することが可能となる。
【０１５１】
また、前記したように、誘電体ベルト１０２上に供給する現像剤が印字要求分を完了した後は、現像剤供給部の供給ローラ１３１への印加電圧を現像剤の帯電極性と逆極性とすることによって、誘電体ベルト１０２上の未使用現像剤の回収が容易に可能となる。これにより、誘電体ベルト１０２の周囲に配置される現像剤回収部１０４Ｙ，１０４Ｍ，１０４Ｃ，１０４Ｂ、並びに、前記した現像剤回収用の連結部材１０５（図５）のスクリュー１５１を駆動する必要がなくなり、省電力化を推進できるとともに、それらを駆動することにより発生する現像剤の飛散等の問題点を解消することができる。
【０１５２】
なお、以上の実施形態では、印字要求がマゼンタによる印字である場合の例について説明したが、他の色相（例えばイエロー、シアン）によるモノカラー印字の場合にも、その各色相の現像剤供給部を、図１７〜図２０と同様な動作で制御すればよい。
【０１５３】
＜他の実施形態＞
本発明の他の実施形態を図２１を参照しながら説明する。
【０１５４】
まず、前記した実施形態では、各色相ごとに、それぞれ一対の現像剤供給部と現像剤回収部とを設けているが、この図２１の実施形態においては、エンドレスの進行波電極シート１０１及び微速回転する誘電体ベルト１０２を用いる関係から、現像領域Ｆに対して最も遠方に配置するブラック現像剤供給部１０３Ｂを、ブラック現像剤の回収部として兼用している点に特徴がある。
【０１５５】
このように、ブラック現像剤供給部１０３Ｂがブラック現像剤回収部の役目を担うことによって、ブラック現像剤搬送用の連結部材、並びに、ブラック現像剤回収部とその制御を省略することができ、装置全体の制御の簡便性及び装置のコンパクト化を達成できる。
【０１５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の現像装置によれば、現像剤を搬送する１つの進行波電極部とこの進行波電極部を覆う誘電体ベルトとを有し、その誘電体ベルトの外周に、複数の現像剤の各色相に対応する複数の現像剤供給部と、カラー画像情報の可視化像を得る可視化工程で現像余りとなった現像剤を回収する複数の現像剤回収部を配置しているので、１つの進行波電極部にて発生した進行波電界によって、複数色相の現像剤を潜像像担持体と対向する現像ポイントに搬送することができる。これにより、１つの現像装置で複数色相の現像剤の供給が可能となり、画像形成装置のコンパクト化・低コスト化を実現できる。しかも、静電潜像担持体に対する現像ポイントが一定であるので、電位のズレによる濃度むらや、色相よってタイミングが異なることもなく、また、各色相の現像剤の混色をなくすことができる結果、良好な現像特性を実現することができる。
【０１５７】
しかも、現像装置の現像剤供給部及び現像剤回収部について、誘電体ベルトへの近接／離間タイミング及び電圧印加のＯＮ／ＯＦＦタイミングを制御しているので、誘電体ベルトの速度検知用のエンコーダーや、誘電体ベルト上に供給された現像剤の色相を検出する複数のセンサー等を配置しなくても、１つの制御タイミングシステムを構築するだけで、簡便な制御のもとに、良好な印字品位の確保、各色相現像剤の混色防止並びに印字速度の高速化を達成することができる。そして、これらのことは、カラー画像形成装置のコンパクト設計、サプライ品のランニングコストの低減ともなり、装置の信頼性の向上にも繋がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の実施形態の構成を模式的に示す側面図である。
【図２】本発明の現像装置の実施形態の構成を模式的に示す図である。
【図３】本発明の実施形態に用いる進行波電極シートの構成を模式的に示す図である。
【図４】進行波電極シートに印加する進行波電圧波形を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に用いる現像剤供給部及び現像剤回収部の各構成を模式的に示す図である。
【図６】現像剤供給部が誘電体ベルトに近接した状態（現像剤供給時）を模式的に示す図である。
【図７】現像剤供給部が誘電体ベルトから離間した状態（ホームポジションへの復帰時）を模式的に示す図である。
【図８】現像剤回収部が誘電体ベルトに近接した状態（現像剤回収時）を模式的に示す図である。
【図９】現像剤回収部が誘電体ベルトから離間した状態（ホームポジションへの復帰時）を模式的に示す図である。
【図１０】本発明の実施形態において、印字要求が「フルカラー印字要求」であったときの現像剤供給部及び現像剤回収部の各動作を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態において、印字要求が「フルカラー印字要求」であったときの現像剤供給部及び現像剤回収部の各動作を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態において、印字要求が「モノカラー印字要求」であり、その「モノカラー印字要求」が単数であったときの現像剤供給部及び現像剤回収部の各動作を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態において、印字要求が「モノカラー印字要求」であり、その「モノカラー印字要求」が単数であったときの現像剤供給部及び現像剤回収部の各動作を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態において、印字要求が「モノカラー印字要求」であり、その「モノカラー印字要求」が複数であったときの現像剤供給部及び現像剤回収部の各動作を示す図である。
【図１５】本発明の実施形態において、印字要求が「モノカラー印字要求」であり、その「モノカラー印字要求」が複数であったときの現像剤供給部及び現像剤回収部の各動作を示す図である。
【図１６】本発明の実施形態に用いる現像剤供給部及び現像剤回収部等の配置を示す図である。
【図１７】本発明の実施形態に用いる現像剤供給部及び現像剤回収部の接近／離間のタイミングの一例を示す図である。
【図１８】本発明の実施形態に用いる現像剤供給部及び現像剤回収部の接近／離間のタイミングの他の例を示す図である。
【図１９】本発明の実施形態において、印字要求が「モノカラー印字要求」であり、その「モノカラー印字要求」が単数であったときの現像剤供給部及び現像剤回収部の各動作を示す図である。
【図２０】本発明の実施形態において、印字要求が「モノカラー印字要求」であり、その「モノカラー印字要求」が複数であったときの現像剤供給部及び現像剤回収部の各動作を示す図である。
【図２１】本発明の他の実施形態の構成を模式的に示す図である。
【図２２】４回転フルカラー方式の画像形成装置の一例を模式的に示す側面図である。
【符号の説明】
１ 給紙部
２ 転写部
３ 現像部
４ 定着部
１１ 転写ドラム
１５ 感光体ドラム（静電潜像担持体）
１００ 現像装置
１０１ 進行波電極シート（進行波電極部）
１１１ 進行波発生電極
１１２ 基材
１１３ 表面保護層
１１４ 多相交流電源
１０２ 誘電体ベルト
１０３Ｙ イエロー現像剤供給部
１０３Ｍ マゼンタ現像剤供給部
１０３Ｃ シアン現像剤供給部
１０３Ｂ ブラック現像剤供給部
１０３ 現像剤供給部
１３０ 供給部ケーシング
１３１ 供給ローラ
１３２ ブレード
１３３ 攪拌板
１３４ 補給口
１３５ 偏心カム
１３６ シャフト
１３７ 引張ばね
１３８ 電源
１０４Ｙ イエロー現像剤回収部
１０４Ｍ マゼンタ現像剤回収部
１０４Ｃ シアン現像剤回収部
１０４Ｂ ブラック現像剤回収部
１０４ 現像剤回収部
１４０ 回収部ケーシング
１４１ 回収ローラ
１４２ ブレード
１４３ａ 攪拌ローラ
１４３ｂ 搬送ローラ
１４４ 排出口
１４５ 偏心カム
１４６ シャフト
１４７ 引張ばね
１４８ 電源
Ｆ 現像領域（可視化工程領域）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a developing device that develops an electrostatic latent image formed on an electrostatic latent image carrier using a developer, and more particularly, to a developing device that uses a mechanism that transports the developer using a traveling wave electric field. And an image forming apparatus provided with the developing device.
[0002]
[Prior art]
As a developing device applied to an image forming apparatus using an electrophotographic process such as a copying machine or a printer, a non-contact type developing device that performs development without bringing a developer carrier into contact with an image carrier is currently attracting attention. A method using a powder round method, a jumping method, and an electric field curtain (a traveling wave electric field) has been proposed.
[0003]
As an apparatus using an electric field curtain, a power supply that generates a plurality of types of alternating voltages having different phases from each other and an alternating voltage from the power supply are applied to a plurality of electrodes arranged at predetermined intervals on a substrate. (See, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). A developing device provided with a developer conveying member that supplies a developer to an image bearing member (photoreceptor) by a traveling wave electric field formed by the method described above. .
[0004]
Further, there has been proposed an apparatus provided with preliminary charging means for precharging the developer conveyed by the developer carrying carrier, and electric field curtain generating means for causing an electric field curtain to act on the developer carrying carrier (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-157572). And Patent Document 3.). In the device described in Patent Document 3, as the pre-charging means, a pre-charging roller made of, for example, urethane foam is used, and the pre-charging roller is provided so as to be in contact with the developer carrying carrier. A blade is provided such that the leading end contacts the preliminary charging roller. The pre-charging roller performs pre-charging of the developer by rubbing the developer with the developer carrying member, and also controls the layer thickness of the developer.
[0005]
According to Patent Document 3 described above, the above configuration makes it possible to uniformly charge the developer to an appropriate charge amount and to stably transport the developer to the image carrier. As a result, it is described that the developer can be prevented from being scattered during transportation and fogging of an image to be formed.
[0006]
In the electrophotographic full-color process, a tandem system in which four (four color) process forming devices are sequentially arranged in accordance with the transfer of the transfer paper, or the transfer to the paper by overlapping each color by rotating the photoconductor four times. Is generally used. Of these, the tandem method is suitable for high-speed operation, but has the problem of increasing the size of the device and increasing the cost. It is advantageous.
[0007]
Among the four-rotation process type developing devices, there is a contact type developing device that performs development by bringing a developer into contact with and transferring an electrostatic latent image on an image carrier. In recent years, for the purpose of improving image quality, a non-operating method of developing an electrostatic latent image by transporting a developer to an image carrier and causing the developer to fly to an electrostatic latent image on the image carrier has been developed. Attention has been paid to a contact type developing device. The non-contact method includes a powder cloud method, a jumping method, a method using an electrolytic curtain (a traveling wave electric field), and the like.
[0008]
In the method using a traveling wave electric field, a large number of electrodes are embedded in a developer conveyance path, and a multilayer AC voltage is applied to these electrodes to generate a traveling wave electric field. The developer on the transport path is transported to the image carrier. When the developer is transported to the vicinity of the image carrier, the developer flies from the transport path to the electrostatic latent image on the image carrier and adheres to the electrostatic latent image. This is a method of developing an electrostatic latent image on an image carrier (for example, see Patent Document 4).
[0009]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 5-31146 [Patent Document 2]
Japanese Patent Publication No. 5-31147 [Patent Document 3]
JP-A-3-21967 [Patent Document 4]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-112239
[Problems to be solved by the invention]
By the way, according to the four-rotation full-color image forming apparatus, in each case of the contact type developing apparatus and the non-contact type developing apparatus, as shown in FIG. 22, four developing apparatuses 16 to 19 having different hues are used. Since it is necessary to dispose it around the photosensitive drum 15 (electrostatic latent image carrier), the circumference of the photosensitive drum 15 needs a distance for disposing each of the developing devices 16 to 19. This is an obstacle in reducing the size and cost of the device.
[0011]
Further, since the developing devices 16 to 19 of each hue and the photoconductor drum 15 are located at different development points, the voltage applied by the main charger of the photoconductor drum 15 (usually the surface potential of the image carrier) is different. ) And the potential of the electrostatic latent image due to the image exposure becomes different at the development point of each hue (the reason is due to the dark decay characteristic of the image carrier). For this reason, there is a problem that print density unevenness occurs. Further, if the positions of the developing devices 16 to 19 for the respective hues are different, it becomes difficult to match the transfer timing to the transfer drum 11 and the writing timing of the latent image.
[0012]
Further, in a conventional color image forming apparatus, for example, an encoder, a plurality of sensors such as a reflection type optical sensor and the like are arranged, and the traveling speed of the dielectric belt, the presence or absence of the developer, and the hue of the developer are detected. Since each part is controlled, it is difficult to reduce the size and cost of the apparatus, and the control timing is complicated.
[0013]
The present invention has been made to solve such a problem, and it is possible to supply a plurality of hues of developer to an electrostatic latent image carrier (photoreceptor) with a single device, and it is possible to provide a print density. Providing a developing device that can achieve good development characteristics by eliminating unevenness and color mixing of developers of each hue, and a full-color image with a developing device equipped with such features and with simple control that provides good image quality It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus capable of obtaining an image.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The developing device of the present invention includes one traveling wave electrode portion (travelling wave electrode sheet), a dielectric belt that rotates at a low speed while covering the traveling wave electrode portion, and a plurality of dielectric belts arranged on the outer periphery of the dielectric belt. And a plurality of developer collecting sections, and the developer of a plurality of hues is transported to the electrostatic latent image carrier by the one traveling wave electrode section and the dielectric belt. A developing device of a color image forming apparatus for developing color image information on a body into a visualized image, wherein the plurality of developer supply units and the plurality of developer collection units advance and retreat independently of the dielectric belt. When the developer supply unit and the developer recovery unit advance and retreat, the content of the print request required for the color image forming apparatus is monocolor, and the number of prints of the print request is singular. Multiple cases and number of prints It is characterized by being configured to be different for the mixture.
[0015]
The operation and effect of the developing device of the present invention will be described below.
[0016]
First, in the developing method using the traveling wave electrode, the amount of the developer required as image information at the time of supplying the developer is unknown, and a large amount of the developer is generated by the electric field of the traveling wave electrode and the rotation of the dielectric belt. In this method, the uncharged developer is charged to a saturation charge amount and transported to a visualization step for visualizing a latent image on a photoconductor (electrostatic latent image carrier).
[0017]
At this time, the developer contributing to the image information adheres to the photoreceptor to form a printed image, but the other portion (non-image area) of the developer continues to be conveyed by the traveling wave electrode and the dielectric belt. Normally, in the case of single-color printing, the printing ratio (the area of the printed image is expressed as a percentage with respect to the paper area) is mostly in the range of several percent to 20%, and it is necessary to collect unused developer. .
[0018]
At this time, if the developer is simply collected by one developer collection unit, the developer of each hue is mixed, so that the developer cannot be reused and the running cost of the supply product (developer) increases. Further, the size of the collection container becomes extremely large, which hinders the downsizing of the apparatus.
[0019]
In consideration of such points, in the developing device of the present invention, a plurality of developer supply units and a plurality of developer collection units corresponding to a plurality of hues are arranged for one traveling wave electrode unit and one dielectric belt. This solves the above-mentioned problems, that is, problems such as color mixing of developers of each hue and enlargement of the apparatus.
[0020]
Further, in the developing device of the present invention, each of the plurality of developer supply units and the plurality of developer collection units is configured to independently advance and retreat with respect to the dielectric belt. It is possible to solve the problem that the developers having different hues conveyed by the rotation of the belt are mixed into other adjacent developer supply units and developer collection units to cause color mixing of hues. Further, since the developer supply section and the developer recovery section can independently advance and retreat, the content of the print request required for the color image forming apparatus is monocolor, and the number of prints of the print request is singular. It is possible to control the forward / backward operation in a certain case and the forward / backward operation in a case where the number of printed sheets is plural, in different forms, and to simplify the control timing.
[0021]
Next, the control contents (control method) of the developing device of the present invention will be described.
[0022]
First, in the developing device of the present invention, when there is a request for monocolor printing, a multilayer voltage is applied to the traveling wave electrode portion, and the dielectric belt starts to rotate at a low speed. At a timing T1 substantially synchronized with the application of the multilayer voltage and the start of the bell rotation, of the plurality of developer collecting sections, the developer collecting section is disposed at a position farthest from the developing area on the downstream side in the conveying direction of the dielectric belt with respect to the developing area. A developer collection section for the fourth hue (for example, black) approaches the dielectric belt, and a voltage is applied to the developer collection section for the fourth hue to develop the developer on the dielectric belt that is rotating at a low speed. Clean agent.
[0023]
The developing area is an area where the electrostatic latent image carrier (photoconductor) is closest to the traveling wave electrode portion and the dielectric belt. A region that flies and is attracted to an electrostatic latent image to form a visualized image.
[0024]
In the present invention, the developer supply unit and the developer collection unit are controlled using the timing T1 at which the developer collection unit for the fourth hue approaches the dielectric belt as the reference timing for monocolor printing. The specific control contents will be described below.
[0025]
First, the proximity of the developer collection unit for the fourth hue and the application of a voltage to the developer collection unit for the fourth hue cause the dielectric belt whose surface has been cleaned to develop a hue that matches the content of the print request. At a timing T2 when the developer reaches the developer supply unit, a developer supply unit (for example, a magenta developer supply unit) having the same hue approaches the dielectric belt, and a supply voltage is applied to the developer supply unit. A developer (magenta) is supplied on the dielectric belt. The timing T3 at which the developer supply unit of this hue separates from the dielectric belt is calculated from the timing T2 based on the printing paper size of the image information requested to be printed and the developer transport speed on the dielectric belt. The elapsed time has passed.
[0026]
After the developer in the transport direction of the hue that matches the content of the print request supplied on the dielectric belt passes through the development area, it is disposed downstream of the dielectric belt in the transport direction of the dielectric belt in the development area. At a timing T4 when the developer passes through a developer collecting section (for example, a magenta developer collecting section) having a hue matching the content of the printing request, the developer collecting section having a hue matching the content of the printing request becomes a dielectric belt. And a voltage for developer collection is applied to the developer collection unit, and the developer (magenta is collected on the dielectric belt. The timing at which the developer collection unit of this hue separates from the dielectric belt) T5 is a time point when the time calculated from the timing T4 based on the printing paper size of the image information requested to be printed and the developer conveying speed on the dielectric belt has elapsed.
[0027]
The timing T6 at which the developer collection unit for the fourth hue (black) separates from the dielectric belt is set at the time of the fine rotation of the dielectric belt and the application of voltage to the traveling wave electrode unit after the printing request is completed. Is the timing to stop. The operation at the timing T5 (separation operation of the magenta developer supply unit) is started earlier than the operation at the timing T6 (separation operation of the developer recovery unit of the fourth hue).
[0028]
In the present invention, when the print request is for mono-color printing of a plurality of sheets, the proximity of the developer supply unit to the dielectric belt and the operation of applying a voltage to the developer supply unit, which are started at the timing T2, are described. The printing may be performed intermittently based on the printing paper size of the image information requested for printing, the developer conveyance speed on the dielectric belt, and the distance between the papers, or the printing request may be made in a mono-color sheet. In the case of printing, the proximity of the developer supply unit to the dielectric belt and the application of a voltage to the developer supply unit, which are started at the timing T2, start at the beginning of writing image information to the electrostatic latent image carrier. May be continued from to the end.
[0029]
Here, in the present invention, when the print request is a mono-color print on a plurality of sheets, the developer supply unit that is close to the dielectric belt at the above-described timing T2 and supplies the developer of the hue that matches the print request content is provided. The timing T7 at which the dielectric belt separates from the dielectric belt is set after the developer supply has approached the dielectric belt and the voltage application has been completed, and after the dielectric belt has rotated at least one rotation of its circumference.
[0030]
Further, during a printing operation of a plurality of sheets in which a printing request is a mono color, the developer collecting unit of a hue matching the contents of the printing request is prevented from performing the approach / separation operation.
[0031]
Further, during the printing operation of a plurality of sheets in which the printing request is a mono color, the separation timing T8 of the developer collection unit of the fourth hue close to the dielectric belt at the timing T1 is changed from the timing T1. It is set at a point in time when the circumference has been rotated by approximately one rotation.
[0032]
As described above, according to the present invention, by constructing only one control timing system, it is possible to secure good print quality, prevent color mixing of each hue developer, and increase printing speed under simple control. Can be achieved.
[0033]
The fourth color developer collection section is a black developer collection section for collecting black developer.
[0034]
An image forming apparatus according to the present invention includes a developing device having the above features. Therefore, according to the image forming apparatus of the present invention, it is possible to form a full-color image of good image quality in which unevenness in print density and mixed colors of developers of each hue are eliminated. In addition, only by constructing one control timing system, it is possible to secure good print quality, prevent color mixing of each hue developer, and increase printing speed under simple control.
[0035]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0036]
FIG. 1 is a side view schematically showing a configuration of an embodiment of the image forming apparatus of the present invention.
[0037]
The image forming apparatus shown in FIG. 1 includes a paper feed unit 1, a transfer unit 2, a developing unit 3, a fixing unit 4, and the like.
[0038]
The paper supply unit 1 is detachably disposed at the lowermost stage of the apparatus main body, and is provided on the front side of the apparatus main body, and a paper supply cassette 5 that stocks printing paper and supplies it to the transfer unit 2. A manual feed unit 6 for manually feeding sheets one by one is provided.
[0039]
Further, the paper feed unit 1 includes a pickup roller 7 for feeding print paper one by one from the top of the paper feed cassette 5, a PF roller 8 for transporting the print paper sent by the pickup roller 7, and a manual feed unit 6. And a pre-curl roller 10 for curling the print paper conveyed by the PF roller 8 or the manual feed roller 9.
[0040]
The paper feed cassette 5 is provided with a feed member 5a urged upward by a spring or the like, and print paper is stacked on the feed member 5a. As a result, the printing paper accommodated in the paper feed cassette 5 comes into contact with the pickup roller 7 at the uppermost portion, is sent out to the PF roller 8 one by one by the rotation of the pickup roller 7 in the direction of the arrow, and is conveyed to the pre-curl roller 10. Is done. On the other hand, the printing paper supplied from the manual feed unit 6 is also conveyed to the pre-curl roller 10 by the manual feed roller 9. The printing paper conveyed in this manner is curled by the pre-curling roller 10 so as to be easily attracted to the surface of the cylindrical transfer drum (transfer material carrier) 11 provided in the transfer section 2.
[0041]
The transfer unit 2 is provided with a transfer drum 11. Around the transfer drum 11, a ground roller 12 as a grounded contact member, a guide member 13 for guiding the print sheet so that the print sheet sucked and conveyed to the transfer drum 11 does not fall off the transfer drum 11, and Also, a peeling claw 14 for forcibly peeling the printing paper adsorbed on the transfer drum 11 is provided. The peeling claw 14 is provided on the surface of the transfer drum 11 so as to be able to freely contact and separate.
[0042]
Further, around the transfer drum 11, an optical sensor 30 for measuring the concentration of the developer (toner) transferred to the transfer drum 11, and foreign matters such as residual developer and paper dust on the transfer drum 11 are removed. A cleaner 11a is provided. An electricity removing charger 31 as an electricity removing means is disposed downstream of the cleaner 11a in the transfer step.
[0043]
The developing unit 3 is provided with a photosensitive drum (electrostatic latent image carrier) 15 made of OPC (organic optical semiconductor) or Se or the like, which is pressed against the transfer drum 11.
[0044]
The photoreceptor drum 15 is formed of a grounded conductive aluminum tube 15a, and the surface thereof is coated with an OPC film. Around the photosensitive drum 15, the electrostatic latent image (color image information) formed on the photosensitive drum 15 is developed into a visualized image using yellow, magenta, cyan, and black developers. A charging device 20 for charging the surface of the photosensitive drum 15 and a cleaning blade 21 for scraping and removing residual developer on the surface of the photosensitive drum 15 are provided. Have been.
[0045]
In the image forming apparatus of this embodiment, a developer image (toner image) is formed on the photosensitive drum 15 for each of the four color developers. That is, the photosensitive drum 15 repeats “charging” → “exposure” → “development” → “transfer” for each color. Therefore, when performing color transfer, the developer image of one color is transferred to the printing paper electrostatically attracted to the transfer drum 11 every time the transfer drum 11 makes one rotation, and a maximum One color image can be obtained by four rotations.
[0046]
A fixing roller 23 for fusing the toner image on the printing paper and fixing it on the printing paper at a predetermined temperature and pressure at the fixing unit 4, and peeling off the transfer drum 11 by a peeling claw 14 after the transfer of the developer image. And a fixing guide 22 for guiding the printed paper to the fixing roller 23. A discharge roller 24 is provided downstream of the fixing unit 4 in the conveyance of the print paper, and discharges the fixed print paper from the apparatus main body onto a discharge tray 25.
<Developing device>
Next, the developing device 100 will be described.
[0047]
As shown in FIGS. 1 and 2, the developing device 100 includes one traveling wave electrode sheet 101, a dielectric belt 102 covering the traveling wave electrode sheet 101, a yellow developer supply unit 103Y, and a magenta developer supply unit 103M. , A cyan developer supply unit 103C, a black developer supply unit 103B, a yellow developer collection unit 104Y, a magenta developer collection unit 104M, a cyan developer collection unit 104C, and a black developer collection unit 104B. And four developer collecting sections.
[0048]
The traveling wave electrode sheet 101 is arranged so as to face the photoconductor drum 15, and the dielectric belt 102 is most disposed between the outer peripheral surface of the photoconductor drum 15 and the surface of the dielectric belt 102, that is, on the photoconductor drum 15. The adjacent area is the development area F.
[0049]
The yellow developer supply unit 103Y, the magenta developer supply unit 103M, the cyan developer supply unit 103C, and the black developer supply unit 103B are arranged around the traveling wave electrode sheet 101 (the outer periphery of the dielectric belt 102). Further, a yellow developer collecting section 104Y, a magenta developer collecting section 104M, a cyan developer collecting section 104C, and a black developer collecting section 104B are also arranged around the traveling wave electrode sheet 101 (the outer periphery of the dielectric belt 102). I have. The details of the arrangement of the developer supply unit and the developer collection unit will be described later.
[0050]
[Description of traveling wave electrode sheet and dielectric belt]
The traveling wave electrode sheet 101 is formed in an endless belt shape as shown in FIGS.
[0051]
Traveling wave electrode sheet 101 has a thickness of 10 μm to 100 μm. Examples of the material of the traveling wave electrode sheet 101 include organic insulating materials such as polyimide, PET (polyethylene terephthalate), polytetrafluoroethylene, polyfluoroethylene propylene, and PTFE (polytetrafluoroethylene), silicon, isoprene, butadiene, and the like. Rubber material and the like.
[0052]
As shown in FIGS. 3A and 3B, for example, the traveling wave electrode sheet 101 forms a generating electrode body (EPC belt) on a base material 112 made of polyimide or the like and having a thickness of about 25 μm. And a surface protective layer 113 made of polyimide or the like and having a thickness of about 25 μm. The generating electrode body (EPC belt) is made of a copper foil having a thickness of about 18 μm, and forms a plurality of traveling wave generating electrodes 111 ‥ 111. In FIG. 3, the traveling wave electrode sheet 101 is simplified and shown as a flat plate.
[0053]
Each traveling wave generating electrode 111 of the traveling wave electrode sheet 101 has a width of, for example, about 40 μm to 250 μm, and is arranged in parallel with each other with an interval (inter-electrode pitch) of 50 dpi to 300 dpi (about 500 μm to 85 μm). I have. Further, each traveling wave generating electrode 111 is divided into a plurality of sets each having about three or four electrodes, and a polyphase AC voltage is applied to each traveling wave generating electrode 111 for each group. . For example, when four traveling wave generating electrodes 111 are set as one set and four layers of AC voltages are applied, the four-phase AC voltages shown in FIGS. 114 are applied to each of the four traveling wave generating electrodes 111. Thereby, a traveling wave electric field is formed.
[0054]
The dielectric belt 102 covering the outer peripheral surface of the traveling wave electrode sheet 101 stabilizes the transportability of the developer of each color to be transported, and further improves the speed of the developer flying and transported by the traveling wave electrode sheet 101. It is provided for the purpose of making it work.
[0055]
That is, there is a limitation in transporting the developer only by switching the multilayer electric field by the traveling wave generating electrode 111 of the traveling wave electrode sheet 101. To compensate for this and increase the transport speed of the developer, the dielectric belt 102 is moved. Provided. Therefore, it is necessary to rotate the dielectric belt 102 at a very low speed in the developer transport direction. The speed of the dielectric belt 102 is slightly different depending on the printing speed of the image forming apparatus. However, the speed at which the developer can pass through the distance between the pitches of the traveling wave generating electrode 111 during switching of the multilayer electric field is indispensable. The speed is calculated based on the pitch between the traveling wave generating electrodes 111 and the timing of switching the multilayer electric field.
[0056]
The traveling-wave electric field has the purpose of transporting the developer, but as another purpose, it is also important to transport the developer being transported to the developing area in a saturated charged state.
[0057]
The dielectric belt 102 also plays a role of flying and transporting the developer on the belt and charging the developer, and its resistance value is an important factor. For this reason, the surface resistance value of the dielectric belt 102 needs to be approximately in a range of 1 × 10 7 to 1 × 10 9 Ω · cm.
[0058]
When the surface resistance value of the dielectric belt 102 is lower than the above range (for example, 1 × 10 5 Ω · cm), the electric field applied to the traveling wave generating electrode 111 is directly applied to the developer, and the conveyance is performed. The developer inside is heated and adheres to the dielectric belt 102, so that the developer does not fly in the developing area. As a result, the print quality is reduced and the dielectric belt 102 is damaged. When the surface resistance is higher than the above range (for example, 1 × 10 12 Ω · cm), the electric field applied to the traveling wave generating electrode 111 does not pass through the dielectric belt 102, so that the developer flies and No charging is performed. As a result, the developer does not fly in the developing area, so that the print quality is reduced and the uncharged developer is separated from the dielectric belt 102 and scatters in the machine.
[0059]
[Description of developer supply unit and developer recovery unit]
Hereinafter, the developer supply unit and the developer collection unit will be described for each item.
[0060]
-Each structure of developer supply section and developer recovery section-
As shown in FIGS. 2 and 5, each of the yellow developer supply unit 103Y, the magenta developer supply unit 103M, the cyan developer supply unit 103C, and the black developer supply unit 103B supplies a developer. The apparatus includes a supply roller 131 for supplying the dielectric belt 102, a blade 132 for pre-charging the developer, and a stirring plate 133 for stirring the developer. A voltage (supply voltage) is applied to the supply roller 131 by a power supply 138. The polarity of the voltage applied to the supply roller 131 is the same as that of the developer, and the magnitude of the applied voltage is set to be smaller than the traveling wave electric field generated on the dielectric belt 102. Note that each developer supply unit is provided with a supply port 134 for a recovered developer described later.
[0061]
On the other hand, each of the developer collecting sections of the yellow developer collecting section 104Y, the magenta developer collecting section 104M, the cyan developer collecting section 104C, and the black developer collecting section 104B is a developer remaining on the dielectric belt 102. A collection roller 141 for collecting the developer (developer remaining after development), a blade 142 for scraping the developer collected by the collection roller 141, and a stirring roller for conveying the scraped collection developer to the discharge port 144. 143a and a conveyance roller 143b. A voltage (collection voltage) for attracting the developer to the developer collection unit is applied to the collection roller 141 by a power supply 148 (see FIG. 8).
[0062]
-Arrangement of developer supply section and developer recovery section-
First, the arrangement of the developer supply unit for each hue is determined by color mixing prevention and printing efficiency during color development. In the developing method using one traveling-wave electric field and a dielectric belt as in the present invention, after the printing request is made, the first developer is conveyed to the developing area quickly in a state of being charged in a saturated state, and is statically charged. The printing speed is determined depending on whether the electro-latent image is visualized.
[0063]
Further, with respect to color mixing, it is necessary to reduce the time during which the light-colored developer is held on the dielectric belt and to quickly collect the light-colored developer. That is, if the developer of the light hue is held on the dielectric belt for a long time, the light hue of the developer passes through the developer supply unit of the other hue to cause a color mixture. (The area where the body belt 102 is close to the photosensitive drum 15).
[0064]
In consideration of such points, in the present embodiment, the arrangement of the developer supply unit for each hue is determined. Specifically, the four developer supply units are arranged such that the hue becomes deeper as the distance from the immediate vicinity of the developing region F to the upstream side (upstream side in the developer transport direction) increases, that is, the upstream side of the developing region F The yellow developer supply unit 103Y, the magenta developer supply unit 103M, the cyan developer supply unit 103C, and the black developer supply unit 103B are arranged in this order from a position near the development region F.
[0065]
On the other hand, the arrangement of the developer recovery units for each hue is determined by the prevention of color mixing of each hue during color development and the cleaning efficiency of the dielectric belt 102. In the developing method using one traveling wave electric field and a dielectric belt as in the present invention, it is a problem how to quickly collect the first developer after the development in the developing area is completed. In such a case, it is necessary to reduce the time during which the light-colored developer is held on the dielectric belt and to quickly recover the light-colored developer. In other words, when the developer of the light hue is held on the dielectric belt for a long time, the developer of the light hue passes through the developer supply unit of another hue to cause color mixing. Must be located downstream of
[0066]
In consideration of such points, in the present embodiment, the arrangement of the developer collection units for each hue is determined. More specifically, the four developer collection units are arranged such that the hue becomes darker as the distance from the immediate vicinity of the developing area F to the downstream side (downstream side in the developer transport direction) increases, that is, on the downstream side of the developing area F. From the position near the developing area F, the yellow developer collecting section 104Y, the magenta developer collecting section 104M, the cyan developer collecting section 104C, and the black developer collecting section 104B are arranged in this order.
[0067]
Then, the yellow developer supply section 103Y and the yellow developer collection section 104Y, the magenta developer supply section 103M and the magenta developer collection section 104M, the cyan developer supply section 103C and the cyan developer collection section 104C, and The black developer supply unit 103B and the black developer recovery unit 104B are opposed to each other via the traveling wave electrode sheet 101 and the dielectric belt 102, respectively.
[0068]
Here, in the case of a normal image forming apparatus, only one developer recovery section is required. However, as in the present invention, the developer is supplied to the entire effective width of the dielectric belt (the area to which the traveling wave electric field is applied). However, when only a portion of the developer necessary for visualizing image information is used in the development area, the amount of unused developer becomes extremely large, and a collection mechanism is required for each hue. That is, when the printing% on one sheet is 20%, the amount of unused developer becomes about 80% or more. When the developer is collected in one developer collecting section, colors of each hue are mixed and reused. And the running cost of supplies increases. In consideration of such points, in the present embodiment, a plurality of hues (four hues) of developer collection units are arranged for one traveling wave electrode sheet 101 and one dielectric belt 102.
[0069]
-Transport / retreat mechanism for collected developer-
The transport mechanism of the recovered developer and the mechanism for moving the developer supply unit and the developer recovery unit will be described with reference to FIG. In the description in this section, the yellow developer supply unit 103Y, the magenta developer supply unit 103M, the cyan developer supply unit 103C, and the black developer supply unit 103B are collectively referred to as a developer supply unit 103. Further, the yellow developer collecting section 104Y, the magenta developer collecting section 104M, the cyan developer collecting section 104C, and the black developer collecting section 104B are collectively referred to as a developer collecting section 104.
[0070]
First, the transport mechanism of the collected developer will be described.
[0071]
As described above, the developer supply unit 103 and the developer recovery unit 104 of the same hue are disposed so as to face each other with the traveling wave electrode sheet 101 and the dielectric belt 102 interposed therebetween. The developer supply port 134 of the section 103 and the developer discharge port 144 of the developer recovery section 104 are connected to each other by a connecting member (tube) 105 for transporting the developer.
[0072]
Inside the connecting member 105, a screw 151 for transporting the developer is arranged. The screw 151 is configured to be rotated by a rotation drive source (not shown), and the rotation of the screw 151 causes the conveyance generated between the inner wall surface of the connecting member 105 and the wall surface of the screw 151 to rotate. By the force, the developer is transported from the developer recovery unit 104 to the developer supply unit 103.
[0073]
In this embodiment, as described above, all of the developer supplied on the dielectric belt 102 by the developer supply unit 103 is not consumed in the development area F, and most of the supplied developer Are collected by the developer collecting section 104 as unused. The developer collected by the developer collecting unit 104 is guided to the discharge port 144 of the developer collecting unit 104 by the stirring roller 143a and the transport roller 143b, and is discharged into the connecting member 105. The recovered developer discharged into the connecting member 105 is conveyed in the connecting member 105 by the rotation of the screw 151, passes through the supply port 134 at the end of the connecting member 105, and is supplied to the developer supply unit 103.
[0074]
As described above, in the present embodiment, since the unused developer is supplied to the developer supply unit 103, there is no waste of the developer, and it is possible to prevent the running cost of supplies from increasing.
[0075]
Next, the developer supply unit 103, which describes an advance / retreat mechanism of the developer supply unit and the developer collection unit, is provided movably in a direction orthogonal to the rotation center of the supply roller 131 along a guide (not shown). It is possible to advance (retreat) with respect to the traveling wave electrode sheet 101 and the dielectric belt 102.
[0076]
A plurality of eccentric cams 135 to 135 are provided on the back side of the developer supply unit 103. Each eccentric cam 135 is arranged at a position in contact with the back surface of the supply unit casing 130. These eccentric cams 135 # 135 are supported by a shaft 136 parallel to the rotation center of the supply roller 131.
[0077]
The shaft 136 is rotatably supported by a frame 1a of the apparatus body (hereinafter, referred to as the apparatus frame 1a), and is rotated by a rotation drive mechanism (not shown) connected via a gear 136a fixed to one end. Rotate. With the rotation of the shaft 136, each eccentric cam 135 rotates around the shaft 136.
[0078]
A tension spring 137 is arranged on the back side of the supply unit casing 130. One end of the tension spring 137 is connected to the supply casing 130, and the other end is connected to the device frame 1 a. The elastic force (tensile force) of the tension spring 137 separates the supply casing 130 from the dielectric belt 102. Direction (upward in FIG. 5). As a result, the back surface of the supply unit casing 130 abuts on the cam surface of each eccentric cam 135 while being constantly pressed, and the rotation of each eccentric cam 135 causes the supply unit casing 130, that is, the entire developer supply unit 103 to be a dielectric material. It moves forward and backward with respect to the belt 102 (forward and backward).
[0079]
Specifically, for example, when the eccentric cam 135 rotates by a predetermined amount in synchronization with the developer supply timing, the developer supply unit 103 comes close to the dielectric belt 102, and in response to the end of the developer supply timing. The eccentric cam 135 rotates again, and the developer supply unit 103 is separated from the dielectric belt 102 (return to the home position). At this time, in order to reliably return to the home position, the tension spring 137 functions as an auxiliary member that more reliably executes the operation of the eccentric cam 135, and returns the developer supply unit 103 to the home position. The need to return to the home position is to prevent the developer supplied from the developer supply unit of another hue from being mixed.
[0080]
The advance / retreat of the developer supply unit 103 is determined by the supply timing of the developer of each color as described above, and the details of the supply timing of the developer will be described later. Further, the advance / retreat operation of the developer supply unit 103 is controlled by a control unit (not shown) of the image forming apparatus.
[0081]
The forward / backward movement mechanism of the developer collecting unit 104 is also basically the same as the developer transporting unit 103 described above. The developer collecting unit 104 is orthogonal to the rotation center of the collecting roller 141 along a guide (not shown). It is provided movably in the direction, and is capable of moving forward and backward with respect to the traveling wave electrode sheet 101 and the dielectric belt 102.
[0082]
A plurality of eccentric cams 145 and 145 are provided on the back side of the developer collecting section 104. Each eccentric cam 145 is arranged at a position where it contacts the back surface of the recovery unit casing 140. These eccentric cams 145 # 145 are supported by a shaft 146 parallel to the rotation center of the collection roller 141.
[0083]
The shaft 146 is rotatably supported by the apparatus frame 1a, and is rotated by a rotation drive mechanism (not shown) connected via a gear 146a fixed to one end. With the rotation of the shaft 146, each eccentric cam 145 rotates around the shaft 146.
[0084]
A tension spring 147 is disposed on the back side of the recovery unit casing 140. One end of the tension spring 147 is connected to the recovery unit casing 140, and the other end is connected to the apparatus frame 1a. The recovery unit casing 140 is separated from the dielectric belt 102 by the elastic force (tensile force) of the tension spring 147. Direction (downward in FIG. 5). As a result, the back surface of the recovery unit casing 140 abuts against the cam surface of each eccentric cam 145 while being constantly pressed, and the rotation of each eccentric cam 145 causes the recovery unit casing 140, that is, the entire developer recovery unit 104 to be a dielectric material. It moves forward and backward with respect to the belt 102 (forward and backward).
[0085]
Specifically, for example, when the eccentric cam 145 rotates by a predetermined amount in synchronization with the timing of collecting the developer, the developer collecting section 104 approaches the dielectric belt 102, and in response to the end of the timing of collecting the developer. The eccentric cam 145 rotates again, and the developer collecting unit 104 is separated from the dielectric belt 102 (return to the home position). At this time, in order to surely return to the home position, the tension spring 147 functions as an auxiliary member that more reliably executes the operation of the eccentric cam 145, and returns the developer recovery unit 104 to the home position. The necessity of returning to the home position is, for example, to prevent the developer collecting unit 104 that collects the yellow developer from collecting the developers of other hues (for example, magenta, cyan, and black). That's why.
[0086]
The advance / retreat of the developer collection unit 104 is determined by the collection timing of the developer of each hue, the details of which will be described later. Further, the advancing / retreating operation of the developer collecting unit 104 is also controlled by a control unit (not shown) of the image forming apparatus.
[0087]
Here, the advance / retreat mechanism shown in FIG. 5 is configured to apply displacement to the developer supply unit and the developer recovery unit by the eccentric cam. However, instead of such a configuration, the ON-OFF operation of the solenoid is performed. The developer supply unit and the developer recovery unit may be moved forward and backward using the above.
[0088]
−Explanation of forward / backward movement distance−
The distance between the developer supply unit and the developer recovery unit during the forward / backward operation will be described with reference to FIGS.
[0089]
FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which the developer supply unit 103 is close to the dielectric belt 102 (during developer supply). FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which the developer supply unit 103 is separated from the dielectric belt 102 (when returning to the home position). FIG. 8 is a diagram illustrating a state in which the developer collecting unit 104 is close to the dielectric belt 102 (at the time of collecting the developer). FIG. 9 is a diagram illustrating a state in which the developer collecting unit 104 is separated from the dielectric belt 102 (when returning to the home position).
[0090]
First, the distance at the time of the forward / backward movement of the developer supply unit will be described with reference to FIGS.
[0091]
FIG. 6A illustrates a state in which the supply roller 131 of the developer supply unit contacts the dielectric belt 102. FIG. 6B shows a state (1) in which the supply roller 131 is close to the dielectric belt 102, and FIG. 6C shows a state (2) in which the supply roller 131 is close to the dielectric belt 102. The state is shown. In FIG. 6, the traveling direction of the dielectric belt 102 is from right to left in the figure.
[0092]
In the state shown in FIG. 6A, since the supply roller 131 is in contact with the dielectric belt 102, a developer pool is generated on the right side of the dielectric belt 102, and the transported developer D is effectively transferred to the dielectric belt 102. It cannot be supplied to the belt 102. Therefore, if the gap between the dielectric belt 102 and the supply roller 131 is 0 mm, the supply of the developer is insufficient, which is not good. Further, since the dielectric belt 102 and the supply roller 131 are in contact with each other, there is a possibility that the supply roller 131 may damage the dielectric belt 102, thereby promoting deterioration of the durability of the dielectric belt 102.
[0093]
In the state of FIG. 6B, since the supply roller 131 and the dielectric belt 102 are not in contact with each other and have a predetermined gap, the electric field generated by the traveling wave electrode sheet 101 via the dielectric belt 102 effectively acts, and Most of the developer D conveyed to the roller 131 is supplied to the dielectric belt 102, and it is determined that the gap between the dielectric belt 102 and the supply roller 131 is appropriate. The gap at this time is substantially equal to the gap between the dielectric belt 102 and the photosensitive drum 15, and usually, the developer D flies in the developing area F to form a developer cloud state, and is necessary for image information. The developer D is attracted to the electric field of the photosensitive drum 15. On the other hand, the developer D unnecessary for image information is attracted to the dielectric belt 102 by an electric field generated by the traveling wave electrode sheet 101, and the distance of the attracting is 3 to 5 mm. Since a similar electric field also acts on the developer supply unit 103, an appropriate gap between the dielectric belt 102 and the supply roller 131 is approximately 3 to 5 mm.
[0094]
In the state shown in FIG. 6C, the supply roller 131 and the dielectric belt 102 are not in contact with each other. However, since the gap between the two is too wide, the traveling wave electric field does not work effectively. The rest is occurring. Therefore, if the gap between the dielectric belt 102 and the supply roller 131 is too wide, it is not preferable because the developer supply is insufficient.
[0095]
Next, FIG. 7A illustrates a state (1) in which the supply roller 131 is separated from the dielectric belt 102, and FIG. 7B illustrates a state in which the supply roller 131 is separated from the dielectric belt 102 ( 2) is shown. Further, FIG. 7C shows a state (3) in which the supply roller 131 is separated from the dielectric belt 102. In FIG. 7, the traveling direction of the dielectric belt 102 is from right to left in the figure.
[0096]
7A and 7B, in both cases, the supply roller 131 is separated from the dielectric belt 102, but since the separation distance is small, the developer D on the supply roller 131 is applied to the dielectric belt 102. Flying. 7A shows a state in which the developer D is not present on the dielectric belt 102, and FIG. 7B shows a state in which the developer D of another color is conveyed on the dielectric belt 102. It shows the state that is being done. What is common to these two states is that the traveling wave electric field affects the developer D on the supply roller 131 via the dielectric belt 102, so that color mixing of the developer is unavoidable, and the print quality is poor. There is a problem that the running cost is increased due to the decrease and the early disposal of the supplies.
[0097]
On the other hand, in the state of FIG. 7C, since the supply roller 131 and the dielectric belt 102 are not in contact with each other and have a predetermined gap, the developer D on the supply roller 131 due to the traveling wave electric field via the dielectric belt 102 Is not seen, and it is determined that the gap between the dielectric belt 102 and the supply roller 131 is appropriate. The gap at this time is wider than the gap between the dielectric belt 102 and the photosensitive drum 15, and is a distance that can avoid the state in which the developer D is generated due to the flying of the developer D. A suitable gap between the dielectric belt 102 and the supply roller 131 is approximately 7 to 10 mm.
[0098]
Next, the advancing / retreating operation of the developer collecting section will be described with reference to FIGS.
[0099]
FIG. 8A illustrates a state (1) in which the collection roller 141 of the developer collection unit is close to the dielectric belt 102. FIG. 8B shows a state (2) in which the collection roller 141 is close to the dielectric belt 102, and FIG. 8C shows a state (3) in which the collection roller 141 is close to the dielectric belt 102. Is shown. In FIG. 8, the traveling direction of the dielectric belt 102 is from left to right in the figure.
[0100]
In the state shown in FIG. 8A, the collection roller 141 and the dielectric belt 102 are close to each other, but the gap between the collection roller 141 and the dielectric belt 102 is too wide, so that the developer D is completely collected. And the remaining developer remains on the dielectric belt 102. Further, in the state of FIG. 8C, the recovery rate of the developer is better than in the state of FIG. 8A, but the remaining developer is seen.
[0101]
On the other hand, in the state shown in FIG. 8B, since the gap between the collection roller 141 and the dielectric belt 102 is appropriate, most of the developer D existing on the dielectric belt 102 is collected. In this state (at the time of developer collection), the gap (optimum gap) between the collection roller 141 and the dielectric belt 102 is approximately 3 to 5 mm.
[0102]
9A illustrates a state (1) in which the collection roller 141 of the developer collection unit is separated from the dielectric belt 102, and FIG. 9B illustrates a state in which the collection roller 141 is separated from the dielectric belt 102. State (2) is shown. In FIG. 9, the traveling direction of the dielectric belt 102 is from left to right in the figure.
[0103]
In the state of FIG. 9A, the collection roller 141 and the dielectric belt 102 are separated from each other. However, since the separation distance is small, the developer D on the dielectric belt 102 scatters on the collection roller 141. .
[0104]
On the other hand, in the state shown in FIG. 9B, the developer D on the dielectric belt 102 is not scattered because the separation distance between the collection roller 141 and the dielectric belt 102 is sufficient. In this state (when returning to the home position), the gap (optimum gap) between the collection roller 141 and the dielectric belt 102 is approximately 7 to 10 mm.
[0105]
<Description of control [1] of developer supply unit and developer collection unit>
The operations of the developer supply unit and the developer recovery unit for each hue during full-color printing and monocolor printing will be described with reference to FIGS. 10 and 11, FIGS. 12 and 13, and FIGS. 14 and 15. .
[0106]
FIG. 10 and FIG. 11 are diagrams illustrating operations of the developer supply unit and the developer collection unit for each hue when the print request is a “full color print request”.
[0107]
FIGS. 12 and 13 are diagrams showing the operations of the developer supply unit and the developer recovery unit for each hue when the print request is a “monocolor print request” and the “monocolor print request” is singular. It is.
[0108]
FIGS. 14 and 15 are diagrams showing the operations of the developer supply unit and the developer recovery unit for each hue when the print request is a “monocolor print request” and the “monocolor print request” is plural. It is.
[0109]
First, FIG. 10A illustrates the operation of the developer supply units 103Y to 103B and the developer recovery units 104Y to 104B for each hue (four hues) at the start of printing in full-color printing. FIG. 10B shows the operations of the developer supply units 103Y to 103B and the developer recovery units 104Y to 104B during printing (for example, when supplying the magenta developer), and FIG. Similarly, c) illustrates the operation of each developer supply unit and each of the developer recovery units 104Y to 104B during printing (for example, when collecting magenta developer).
[0110]
FIG. 10A shows a state in which the surface cleaning of the dielectric belt 102 is being performed immediately after the printing request is received by the apparatus. The developer of any hue remaining on the dielectric belt 102 in the previous process should be originally collected in the developer collection section of the corresponding hue. It is difficult to manage the hues, and the detection method with improved accuracy and the operation control of the developer recovery unit for each hue impose a great load on the control unit of the apparatus. As another method, there is a method of arranging a cleaning unit for cleaning the dielectric belt. However, there are many problems such as an increase in size of the apparatus and generation of waste developer.
[0111]
Therefore, in this embodiment, even if a slightly different hue is mixed, the black developer recovery unit 104B having a small change in hue as compared with the original hue is used as a cleaning member for the dielectric belt 102 immediately after a print request. Used. In this manner, when supplying a color image developer (yellow, magenta, and cyan), a developer without color mixture can be supplied, and a beautiful color image without color mixture can be obtained. The time for cleaning the dielectric belt 102 due to the proximity of the black developer collecting unit 104B is a time for the dielectric belt 102 to rotate at least one rotation of its circumference.
[0112]
FIG. 10B shows a state in which the magenta developer is supplied during printing. At this time, the magenta development supply unit 103M for supplying the developer is, of course, close to the dielectric belt 102. The yellow developer collecting section 104Y for collecting the developer passing through the area F (FIG. 2) is also close to the dielectric belt 102.
[0113]
FIG. 11C illustrates a state in which the magenta developer is collected during printing. At this time, the magenta developing and collecting unit 104M for collecting the developer is, of course, close to the dielectric belt 102. The cyan developer is being conveyed to the developing area F, and the black developer is being supplied.
[0114]
As described above, by performing the operations (a) to (c) in FIGS. 10 and 11 from a print request, it is possible to improve the printing efficiency of full-color printing.
[0115]
Next, FIG. 12A shows the operation of the developer supply units 103Y to 103B and the developer recovery units 104Y to 104B for each hue (four hues) at the start of printing in the case of single monocolor printing. . FIG. 12B shows the operation of each of the developer supply units 103Y to 103B and each of the developer collection units 104Y to 104B during printing (for example, when supplying magenta developer). Similarly, c) shows the operation of each of the developer supply units 103Y to 103B and each of the developer collection units 104Y to 104B during printing (for example, when supplying the magenta developer).
[0116]
The state of FIG. 12A is the same as that of FIG. 10A in the above-described full-color printing, and a detailed description thereof will be omitted.
[0117]
FIG. 12B shows a case where the magenta developer is supplied as one example of the print request. At this time, it goes without saying that the magenta development supply unit 103M that supplies the developer is close to the dielectric belt 102, but all the developer collection units 104Y to 104B are separated from the dielectric belt 102. I have.
[0118]
FIG. 13C shows the collection of the magenta developer at the end of printing. A point to be noted in this operation is that the magenta developer supply unit 103M is used instead of the magenta developer collection unit 104M as a collection unit of the developer that has not contributed to the development. As described above, by using the magenta developer supply unit 103M instead of the magenta development collection unit 104M to collect the magenta developer, the drive control (screw rotation drive control and the like) of the connecting member 105 (FIG. 5) can be performed. Can be omitted. Further, the amount of the residual developer remaining in the connecting member 105 can be reduced, and the loss of supplies can be reduced.
[0119]
In the operation shown in FIG. 13C, the application of the developer collection voltage having the opposite polarity to that of the above-described developer supply to the supply roller 131 of the developer supply unit means that the developer collection efficiency is improved. It is natural for improvement.
[0120]
Next, FIG. 14A illustrates the operation of the developer supply units 103Y to 103B and the developer recovery units 104Y to 104B for each hue (four hues) at the start of printing in a plurality of monocolor printings. . FIG. 14B illustrates the operation of each of the developer supply units 103Y to 103B and the developer recovery units 104Y to 104B during printing of the first sheet (for example, during supply of the magenta developer). Similarly, FIG. 15C shows the operation of each of the developer supply units 103Y to 103B and the developer recovery units 104Y to 104B during printing (for example, during supply / recovery of magenta developer).
[0121]
The state in FIG. 14A is the same as that in FIG. 10A in the above-described full-color printing, and a detailed description thereof will be omitted. Further, the state of FIG. 14B is the same as that of FIG. 12B at the time of the above-described single-color printing, and a detailed description thereof will be omitted.
[0122]
FIG. 15C shows supply and recovery of the magenta developer during printing of a plurality of sheets. A point to be noted in this operation is that the magenta developer supply unit 103M is used instead of the magenta developer collection unit 104M as a collection unit of the developer that has not contributed to the development. As described above, by using the magenta developer supply unit 103M instead of the magenta developer collection unit 104M for collecting the magenta developer, the drive control (screw rotation drive control and the like) of the connecting member 105 (FIG. 5) is performed. Can be omitted. Further, the amount of the residual developer remaining in the connecting member 105 can be reduced, and the loss of supplies can be reduced.
[0123]
In the operation of FIG. 15C, the polarity of the voltage applied to the supply roller 131 of the developer supply unit is the same as the voltage applied at the time of supplying the developer, and the unused toner is reused. There is a characteristic. That is, as described above, the amount of the developer used in the developing area differs depending on the image information. However, it is wasteful to collect the unused developer in the developer supply unit or the developer collection unit. The gist of the present invention is that the developer is charged by the wave electric field, and only the amount of the developer used in the developing process is supplied without collecting the developer that can sufficiently contribute to the developing process. is there.
[0124]
If such replenishment is simply performed, the saturated charged toner and the pre-charged toner are separated from each other, and there is a concern that the print quality is deteriorated. However, when the developer supply unit approaches the dielectric belt (the developer If the advance / retreat distance during supply is the appropriate gap (approximately 3 to 5 mm), the developer on the supply roller of the developer supply unit and the saturated charged developer on the dielectric belt are agitated (mixed). The developer is uniformly charged by the next development step, and all the developer reaches the saturated charge amount.
[0125]
As described above, according to this embodiment, it is possible to supply the developers of a plurality of hues with one developing device, and it is possible to realize a compact and low-cost device. Furthermore, since the developing point with respect to the photosensitive drum as the electrostatic latent image carrier is constant, there is no unevenness in density due to a potential difference, no difference in timing depending on the hue, and no color mixing of the developers in each hue. As a result, good development characteristics can be realized.
[0126]
<Description of Control [2] of Developer Supply Unit and Developer Collection Unit>
-Equipment arrangement-
First, in this example, in the arrangement of the developing device 100 shown in FIG. 2, the traveling wave electrode sheet 101, the dielectric belt 102, the yellow developer supply unit 103Y, the magenta developer supply unit 103M, the cyan developer supply unit 103C, and the black The positional relationship between the four developer supply units of the developer supply unit 103B, the four developer collection units of the yellow developer collection unit 104Y, the magenta developer collection unit 104M, the cyan developer collection unit 104C, and the black developer collection unit 104B. Are set as shown in FIG. The details of each part will be described below.
[0127]
(1) The circumferential length of the dielectric belt 102 is set to L, and the speed of the dielectric belt 102 at a low speed is set to V1 (cm / min).
[0128]
(2) The pitch between the electrodes of the traveling wave generating electrode 111 of the traveling wave electrode sheet 101 is the same as the above-mentioned numerical value. The flying speed of the developer flying on the traveling wave electrode sheet 101 is V2 (cm / min), and the control of the image forming apparatus is performed based on the developer flying speed V2 and the rotation speed V1 of the dielectric belt 102 described above. A unit (not shown) calculates the transport speed [V = V1 + V2] of the developer on the dielectric belt 102, and uses the calculated transport speed [V = V1 + V2] for control described later.
[0129]
(3) Similar to the arrangement in FIG. 2, four developer supply units, a yellow developer supply unit 103Y, a magenta developer supply unit 103M, a cyan developer supply unit 103C, and a black developer supply unit 103B, and a yellow developer supply unit The four developer collection sections of the collection section 104Y, the magenta developer collection section 104M, the cyan developer collection section 104C, and the black developer collection section 104B are arranged in a symmetrical relationship with respect to the development area F. .
[0130]
Specifically, assuming that the distance between the magenta developer supply unit 103M and the magenta developer collection unit 104M is L2, the magenta developer supply unit 103M is located upstream of the development area F (upstream in the developer transport direction). The magenta developer collecting section 104M is disposed downstream of the developing area F and at the developing area F (center of the area) at a distance of [L2 / 2] from the developing area F (center of the area). On the other hand, it is arranged at a position separated by a distance of [L1 / 2].
[0131]
Similarly, the yellow developer supply unit 103Y is arranged on the upstream side of the development region F and at a position separated by a distance of [L1 / 2] from the development region F, and the yellow developer collection unit 104Y is located in the development region F. On the downstream side, it is arranged at a position away from the developing area F by a distance of [L1 / 2]. Further, the cyan developer supply unit 103C is disposed upstream of the development area F and at a position separated by a distance of [L3 / 2] from the development area F, and the cyan developer recovery unit 104C is located downstream of the development area F. The black developer supply unit 103B is disposed upstream of the development region F at a distance of [L3 / 2] with respect to the development region F, and [L4 / 2], and the black developer collecting unit 104B is disposed downstream of the developing area F at a distance of [L4 / 2] from the developing area F. Note that the distance between the black developer collection unit 104B and the magenta developer supply unit 103M is L5.
[0132]
−Control timing−
Next, the control operation when the image forming apparatus receives a request for printing one monocolor image will be described with reference to FIG. 17 and the above-described apparatus arrangement in FIG. Note that, in this example, an operation in the case where the print request is printing in magenta is shown.
[0133]
First, when a monocolor printing request is made to the image forming apparatus, the image forming apparatus performs initialization rotation of each unit of the apparatus and obtains monocolor image information to be printed (for example, reading by a scanner unit, or (Reception of image information from the corresponding terminal device connected via the network).
[0134]
After the above-described initialization rotation and image acquisition, a control image (not shown) of the image forming apparatus forms a printing image, and image information is written on the photosensitive drum 15 (FIG. 1) by an LED or the like. .
[0135]
At this timing, first, the slow rotation of the dielectric belt 102 and the application of the multilayer electric field to the traveling wave electrode sheet 101 are started, and the black developer collecting section 104B is attached to the dielectric belt 102 in substantially synchronism therewith. A voltage for developer collection (a polarity opposite to the charged polarity of the developer) is applied to the collection roller 141 of the black developer collection section 104B in proximity (T1). By performing such an operation, the developer of each color remaining on the dielectric belt 102 in the previous process is collected by the black developer collecting unit 104B (cleaning of the dielectric belt 102). The timing T1 is based on the proximity / application timing as a basic timing for printing, the proximity / separation (advance / retreat) of the magenta developer supply unit 103M and voltage application, and the separation / black application stop of the black developer collection unit 104B. Is performed at the following timing.
[0136]
At the above-described timing T1, the black developer collecting unit 104B approaches the dielectric belt 102, a voltage is applied to the collecting roller 141 of the black developer collecting unit 104B, and then the dielectric material cleaned by the black developer collecting unit 104B. At timing T2 when the leading end of the belt 102 reaches the magenta developer supply unit 103M, the magenta developer supply unit 103M approaches the dielectric belt 102 and supplies the developer to the supply roller 131 of the magenta developer supply unit 103Y. A voltage is applied, and a magenta developer is supplied onto the dielectric belt 102 (applied voltage ON).
[0137]
The timing T2 at this time is calculated based on the rotation speed V1 of the dielectric belt 102 and the distance L5 between the black developer collection unit 104B and the magenta developer supply unit 103Y. Further, a voltage having the same polarity as the charging polarity of the developer but smaller than the voltage applied to the traveling wave electrode sheet 101 is applied to the supply roller 131.
[0138]
Next, the magenta developer supply unit 103M approached at the timing T2 described above, based on the printing paper size required for the image forming apparatus and the transport speed of the developer on the dielectric belt 102 [V = V1 + V2]. The proximity state to the dielectric belt 102 is maintained for a time (T3) corresponding to the print paper size, and a required amount of the magenta developer is supplied to the dielectric belt 102. Then, at the time when the necessary developer supply is completed (timing T3), the magenta developer supply unit 103M is separated from the dielectric belt 102, and the application of the voltage to the supply roller 131 of the magenta developer supply unit 103M is stopped. (Applied voltage OFF).
[0139]
In addition, regarding the proximity of the magenta developer collecting unit 104M to the dielectric belt 102 (the magenta developer collecting step), the transport speed [V = V1 + V2] of the developer on the dielectric belt 102 and the supply of the magenta developer The timing T4 is determined based on the distance L2 between the section 103M and the magenta developer collecting section 104M. At this timing T4, the magenta developer collecting section 104M approaches the dielectric belt 102 and the magenta developer collecting section A developer collecting voltage is applied to the 104M collecting roller 141 (applied voltage ON).
[0140]
In this way, after the magenta developer collecting section 104M approaches the dielectric belt 102, when a time (T5) substantially equal to the above-described timing T3 elapses, the magenta developer collecting section 104M disconnects from the dielectric belt 102. At the same time, the voltage application to the collection roller 141 of the magenta developer collection section 104M is stopped (applied voltage OFF). The timing T5 at this time is calculated based on the printing paper size required for the image forming apparatus and the transport speed [V = V1 + V2] of the developer on the dielectric belt 102, similarly to the calculation of the timing T3. It is necessary to perform the developer collecting operation while maintaining the state in which the developer collecting unit 104M is close to the dielectric belt 102 for a time that matches the printing paper size.
[0141]
On the other hand, since the black developer recovery unit 104B cleans the dielectric belt 102 as described above, the proximity state is maintained after the black developer recovery unit 104B approaches the dielectric belt 102 at the first timing T1. The timing T6 at which the black developer collecting unit 104B is separated from the dielectric belt 102 and the applied voltage is turned off is determined based on the magenta development that is supplied from the magenta developer collecting unit 104M onto the dielectric belt 102 and contributes to printing in the developing region F. It is assumed that the cleaning of the dielectric belt 104 is completed after the developer is collected by the magenta developer collection unit 104M.
[0142]
At the separation timing T6, generally, the initialization step (post-processing step) when the image forming apparatus ends the print request is completed, the rotation of the dielectric belt 102 is stopped, and the voltage application to the traveling wave electrode sheet 101 is completed. It is preferable to synchronize with the timing. In other words, if the residual developer on the dielectric belt 102 is cleaned at the end of printing, any printing request can be made in the next printing request, and the dielectric belt 102 It is possible to prevent the remaining developer from being scattered in the apparatus due to sticking and scattering.
[0143]
The reason why the cleaning of the dielectric belt 102 is performed using the black developer collecting unit 104B is that, as described above, the hue is the darkest among the plurality of hues of the developer arranged in the color image forming apparatus. This is because a change in hue is small even when a developer having a light hue is mixed.
[0144]
<Description of control [3] of developer supply unit and developer collection unit>
Next, a control operation when a plurality of print requests for a mono-color image are made to the image forming apparatus will be described with reference to FIGS. 18 to 20 and the above-described apparatus arrangement in FIG. Note that, in this example, an operation in the case where the print request is printing in magenta is shown.
[0145]
First, the black developer collecting unit 104B approaches the dielectric belt 102 at the timing T1 (see FIG. 14A) at the timing T1, and the collecting roller 141 of the black developer collecting unit 104B contacts the collecting roller 141 at the timing T1. At the same timing T2 as described above, the magenta developer supply unit 103M approaches the dielectric belt 102, and the developer supply voltage is applied to the supply roller 131 of the magenta developer supply unit 103M. Is applied (developer supply operation).
[0146]
Next, two methods for separating the magenta developer supply unit 103M close to the dielectric belt 102 will be described.
[0147]
First, in the first method, the magenta developer supply unit 103M approaching at timing T2 determines the print paper size required for the image forming apparatus and the developer transport speed [V = V1 + V2 on the dielectric belt 102]. ], The magenta developer supply unit 103M performs the developer supply operation in proximity to the dielectric belt 102 for a time corresponding to the print paper size (toner supply of one print paper), and the next print paper The separation operation is performed at the interval (usually referred to as a sheet distance). This operation, that is, the “approach / supply operation” and the “separation operation” are sequentially repeated, and the developer corresponding to the required number of prints is supplied onto the dielectric belt 102 (FIG. 19A).
[0148]
Then, after the supply of the developer to the rear end of the final printing paper is completed, the polarity of the voltage applied to the supply roller 131 of the magenta developer supply unit 103M is switched to change the polarity of the magenta developer on the dielectric belt 102. The collection is performed (FIG. 19B). This collecting operation is continued until the dielectric belt 102 has rotated at least one rotation of its circumference, and when the magenta developer on the dielectric belt 102 has been completely collected (timing T7), the magenta developing process is performed. As the developer supply unit 103B separates from the dielectric belt 102, the application of the voltage to the magenta developer supply unit 103B is stopped.
[0149]
On the other hand, in the second method, at the T2 timing, the magenta developer supply unit 103M close to the dielectric belt 102 supplies the developer for all the sheets requested for printing onto the dielectric belt 102. The “proximity / supply operation” is continued until the operation is completed (FIG. 20A). In the second method as well, after the supply of the developer for all the sheets is completed, the above-described timing T7 is performed. Then, the polarity of the voltage applied to the supply roller 131 of the magenta developer supply unit 103M is switched to collect the magenta developer on the dielectric belt 102 (FIG. 20B).
According to the first method described above, it is possible to eliminate unnecessary supply of magenta toner that does not contribute to printing in the development area. Further, according to the second method, it is possible to simplify the separation / contact timing of the magenta developer supply unit.
[0150]
Here, in the first and second methods described above, the unused developer is collected in the developer supply unit without using the developer collection unit. Recovery of the agent is feasible. That is, in a color image forming apparatus, even when a constant voltage (voltage for supplying a developer) that is normally applied between the photosensitive drum and the developing roller is applied, “upstream” and “downstream” parts of the developing roller are used. A "develop-clean" phenomenon has occurred and is feasible for similar reasons. Further, it is not necessary to collect the developer which has risen to the saturation charge at the traveling wave electrode, and the developer can be used in the next printing step.
[0151]
Further, as described above, after the developer supplied on the dielectric belt 102 has completed the required printing, the voltage applied to the supply roller 131 of the developer supply unit is set to a polarity opposite to the charging polarity of the developer. Thus, the unused developer on the dielectric belt 102 can be easily collected. This eliminates the need to drive the developer collecting sections 104Y, 104M, 104C, and 104B disposed around the dielectric belt 102 and the screw 151 of the connecting member 105 (FIG. 5) for collecting the developer. In addition, power saving can be promoted, and problems such as scattering of the developer generated by driving them can be solved.
[0152]
In the above embodiment, an example in which the print request is printing in magenta has been described. However, even in the case of monocolor printing in another hue (for example, yellow or cyan), the developer supply unit for each hue may be used. May be controlled by the same operation as in FIGS.
[0153]
<Other embodiments>
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0154]
First, in the above-described embodiment, a pair of a developer supply unit and a developer recovery unit are provided for each hue. However, in the embodiment of FIG. 21, the endless traveling wave electrode sheet 101 and the fine speed Since the rotating dielectric belt 102 is used, the black developer supply unit 103B disposed farthest from the development area F is also used as a black developer collection unit.
[0155]
As described above, since the black developer supply unit 103B plays the role of the black developer collection unit, the connecting member for transporting the black developer, the black developer collection unit, and control thereof can be omitted. It is possible to achieve simplicity of overall control and downsizing of the device.
[0156]
【The invention's effect】
As described above, according to the developing apparatus of the present invention, the developing device includes one traveling wave electrode portion that transports the developer and a dielectric belt that covers the traveling wave electrode portion. A plurality of developer supply units corresponding to the respective hues of the plurality of developers and a plurality of developer collection units for collecting the developer remaining in the visualization step of obtaining a visualized image of color image information are arranged. Therefore, the developer of a plurality of hues can be transported to the developing point facing the latent image carrier by the traveling wave electric field generated by one traveling wave electrode portion. This makes it possible to supply a plurality of hues of developer with one developing device, thereby realizing a compact and low-cost image forming apparatus. In addition, since the developing point for the electrostatic latent image carrier is constant, there is no unevenness in density due to a potential difference, and there is no difference in timing depending on the hue. Good development characteristics can be realized.
[0157]
In addition, the timing of approaching / separating from the dielectric belt and the timing of ON / OFF of voltage application are controlled for the developer supply unit and the developer recovery unit of the developing device. Even if there is no need to arrange multiple sensors for detecting the hue of the developer supplied on the dielectric belt, only one control timing system can be constructed, and good print quality can be obtained under simple control. , The color mixture of each hue developer can be prevented, and the printing speed can be increased. These facts lead to a compact design of the color image forming apparatus, a reduction in the running cost of supplies, and an improvement in the reliability of the apparatus.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view schematically illustrating a configuration of an embodiment of an image forming apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of an embodiment of a developing device of the present invention.
FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration of a traveling wave electrode sheet used in an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a traveling wave voltage waveform applied to a traveling wave electrode sheet.
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating each configuration of a developer supply unit and a developer recovery unit used in the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a state in which a developer supply unit is close to a dielectric belt (during developer supply).
FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a state in which a developer supply unit is separated from a dielectric belt (when returning to a home position).
FIG. 8 is a diagram schematically illustrating a state in which a developer collection unit is close to a dielectric belt (at the time of developer collection).
FIG. 9 is a diagram schematically illustrating a state in which the developer collection unit is separated from the dielectric belt (when returning to the home position).
FIG. 10 is a diagram illustrating operations of a developer supply unit and a developer recovery unit when a print request is a “full color print request” in the embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating operations of a developer supply unit and a developer recovery unit when a print request is a “full color print request” in the embodiment of the present invention.
FIG. 12 illustrates the operations of the developer supply unit and the developer recovery unit when the print request is a “monocolor print request” and the “monocolor print request” is a single request in the embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 13 illustrates the operations of the developer supply unit and the developer recovery unit when the print request is a “monocolor print request” and the “monocolor print request” is a single request in the embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 14 is a diagram illustrating the operations of the developer supply unit and the developer recovery unit when the print request is a “monocolor print request” and the “monocolor print request” is plural in the embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 15 illustrates the operations of the developer supply unit and the developer collection unit when the print request is a “monocolor print request” and the “monocolor print request” is plural in the embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 16 is a diagram illustrating an arrangement of a developer supply unit and a developer recovery unit used in the embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of timing of approach / separation of a developer supply unit and a developer recovery unit used in the embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a diagram illustrating another example of the timing of approach / separation of the developer supply unit and the developer recovery unit used in the embodiment of the present invention.
FIG. 19 illustrates the operations of the developer supply unit and the developer recovery unit when the print request is a “monocolor print request” and the “monocolor print request” is singular in the embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 20 illustrates the operations of the developer supply unit and the developer collection unit when the print request is a “monocolor print request” and the “monocolor print request” is plural in the embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 21 is a diagram schematically showing a configuration of another embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a side view schematically illustrating an example of a four-turn full-color image forming apparatus.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 paper feed unit 2 transfer unit 3 developing unit 4 fixing unit 11 transfer drum 15 photosensitive drum (electrostatic latent image carrier)
100 developing device 101 traveling wave electrode sheet (traveling wave electrode section)
111 Traveling wave generating electrode 112 Base material 113 Surface protection layer 114 Polyphase AC power supply 102 Dielectric belt 103Y Yellow developer supply unit 103M Magenta developer supply unit 103C Cyan developer supply unit 103B Black developer supply unit 103 Developer supply unit 130 Supply unit casing 131 Supply roller 132 Blade 133 Stirring plate 134 Supply port 135 Eccentric cam 136 Shaft 137 Tension spring 138 Power supply 104Y Yellow developer collection unit 104M Magenta developer collection unit 104C Cyan developer collection unit 104B Black developer collection unit 104 Developer recovery unit 140 Recovery unit casing 141 Recovery roller 142 Blade 143a Stirring roller 143b Transport roller 144 Discharge port 145 Eccentric cam 146 Shaft 147 Tension spring 148 Power supply F Development area (visualization process area) )
